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2. ANÁLISE TRANSCRIPTÔMICA EM EXPERIMENTOS DE RNA-SEQ COM E SEM REPLICATAS BIOLÓGICAS: UMA REVISÃO
- Author
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Mayla Daiane Correa Molinari, Renata Fuganti-Pagliarini, Jéssika Angelotti Mendonça, Daniel de Amorim Barobosa, Daniel Rockenbach Marin, Liliane Mertz-Henning, and Alexandre Lima Nepomuceno
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sequencing ,bioinformatics ,pipeline ,rna ,Agriculture ,Agriculture (General) ,S1-972 ,Environmental sciences ,GE1-350 - Abstract
The discovery of nucleic acids opened new frontiers of knowledge, enabling researchers to access an enormous amount of data, through large-scale sequencing methodologies and bioinformatics tools. Amongst these new possibilities, RNA-Seq has been used to identify and quantify RNA molecules. To obtain more accurate biological responses from RNA-Seq data some questions should be considered such as experimental design, type of synthesized library, size of the fragments generated, number of biological replicates, depth, and coverage of the sequencing, species genome availability and, the choice of software to properly perform the computational analyzes. Accurate bioinformatics analyzes allow the selection of genes with a lower error rate, increasing the validation assertiveness via RT-qPCR and thus, reducing costs. The objective of this review was to present the analysis stages of RNA-Seq data, from experimental design to systems biology, considering relevant points, as well as to pointed out some software currently available to carry these analyzes out. Besides, with this review, we aimed to help the academic community to understand all steps and biases involved in RNA-Seq data analysis, from experiments with or without biological replicates.
- Published
- 2021
3. Predicting the effects of the single nucleotide polymorphism A122V on CXC chemokine receptor type 1 of Bos taurus (Artiodactyla: Bovidae) cattle by in silico analyses
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Anete Ferraz Guzzi, Felipe Santos de Luna Oliveira, Márcia Maria de Souza Amaro, Paulo Fernando Tavares Filho, and Jane Eyre Gabriel
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Bioinformatics ,CXCR1 protein ,Primary and secondary structure ,Protein conservation ,Science ,Biology (General) ,QH301-705.5 - Abstract
This study aimed to perform in silico analyses of the primary and secondary structures of the bovine chemokine receptor CXCR1, the non-polymorphic and A122V-harboring polymorphic proteins to predict differences. Two sequences of the CXCR1 protein of Bos taurus cattle were selected from the non-redundant protein sequence database UniProtKB/Swiss-Prot: a) a non-polymorphic sequence (A7KWG0), with alanine (A) at position 122, and b) a sequence harboring the causal polymorphism A122V with substitution by valine (V) at the same position. Protein primary and secondary structures were analyzed using the ProtParam program and Chou & Fasman Protein Secondary Structure Prediction CFSSP algorithm. No differences in physical or chemical parameters were predicted from the primary structure of the two bovine protein sequences. The presence of a helix domain situated between positions 100 and 150 was only found in the non-polymorphic CXCR1 protein. Amino acid residues with different biochemical features were detected at position 122 in the ruminant and human CXCR1 protein sequences, suggesting that this peptide seems to be highly polymorphic in vertebrates. Findings described herein predict differences in the secondary structure pattern of non-polymorphic and polymorphic A122V-harboring CXCR1 proteins using bioinformatics tools.
- Published
- 2017
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4. Bancos de Dados Biológico em NoSQL Baseado em Documento.
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Santana Lopes, Ingrid and Holanda, Maristela
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Copyright of CISTI (Iberian Conference on Information Systems & Technologies / Conferência Ibérica de Sistemas e Tecnologias de Informação) Proceedings is the property of Conferencia Iberica de Sistemas Tecnologia de Informacao and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
- Published
- 2018
5. A EVOLUÇÃO DO DIAGNÓSTICO DA DOENÇA MISTA DO TECIDO CONJUNTIVO.
- Author
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Bazán Corrêa, Alana, Schrader de Oiveira, Marianne, and Peres, Alessandra
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CONNECTIVE tissue diseases , *SYSTEMIC lupus erythematosus , *DIAGNOSIS , *SYSTEMIC scleroderma , *RUBELLA , *AUTOIMMUNE diseases - Abstract
Mixed connective tissue disease (MCTD) is a chronic autoimmune disorder consisting of a mixture of four diseases: systemic lupus erythematosus, systemic sclerosis, dermatomyositis/polymyositis, and rheumatoid arthritis. Because it is a combination of different autoimmune disorders its diagnosis is quite complex. Currently there are four combinations suggested by the following authors to establish an accurate diagnosis: Kasukawa, Alarcón-Segovia & Villareal, Kahn, and Appeboom & Sharp. It has been 46 years since Sharp reported the disease in 1972 and thus the purpose of this review was to investigate the evolution of the diagnosis of MCTD since then. PubMed and SciELO databases were used for this investigation. Because MCTD is an autoimmune disease that leads to the development of a chronic inflammatory condition, the STRING tool was used to allow the analysis of protein interaction. To date, there is no consensus as to what criterion should be used for a correct and efficient diagnosis of this disease. The low ratio of interactions observed from the STRING tool demonstrates that there is not yet enough data in the literature for establishing the binding between marker proteins and MCTD. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2019
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6. Arboreal Identification Supported by Fuzzy Modeling for Trunk Texture Recognition
- Author
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Adriano Bressane, Felipe Hashimoto Fengler, Sandra Regina Monteiro Masalskiene Roveda, José Arnaldo Frutuoso Roveda, and Antonio Cesar Germano Martins
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soft computing ,image processing ,pattern matching ,bioinformatics ,Mathematics ,QA1-939 - Abstract
Due to the natural variability of the arboreal bark there are texture patterns in trunk images with values belonging to more than one species. Thus, the present study analyzed the usage of fuzzy modeling as an alternative to handle the uncertainty in the trunk texture recognition, in comparison with other machine learning algorithms. A total of 2160 samples, belonging to 20 tree species from the Brazilian native deciduous forest, were used in the experimental analyzes. After transforming the images from RGB to HSV, 70 texture patterns have been extracted based on first and second order statistics. Secondly, an exploratory factor analysis was performed for dealing with redundant information and optimizing the computational effort. Then, only the first dimensions with higher cumulative variability were selected as input variables in the predictive modeling. As a result, fuzzy modeling reached a generalization ability that outperformed algorithms widely used in classification tasks, besides of obtaining an almost perfect agreement with the classifier with the best accuracy in the validation tests. Therefore, the fuzzy modeling can be considered as a competitive approach, with reliable performance in arboreal trunk texture recognition.
- Published
- 2018
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7. OLATCG: BIOINFORMATICS TOOL TO GENETICS TEACHING IN SECONDARY EDUCATION
- Author
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Mendes, Anna Carolina de Oliveira, Silva, Amanda Perse da, Barbosa, Luiz Miguel Viana, and Oliveira, Maria de Fátima Alves de
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Ensino de Genética ,Bioinformatics ,Ensino de Biologia ,Enseñanza de Genética ,Bioinformática ,Genetics teaching ,OLATCG ,Enseñanza de Biología ,Biology teaching - Abstract
Genetics teaching is considered a key area in Biology, since its contends are covered in many different areas. Given this scenario, this study aimed at developing a bioinformatics platform, the OLATCG, in order to serve as a base to a teaching strategy in Genetics’ class in Secondary Education. It was a descriptive study with qualitative approach, and it was carried out with nine female students of a federal school in Rio de Janeiro. We have both written a teaching strategy with in silico experimental procedures and carried out its validation. Having data regarding this moment, we have analysed this strategy towards its feasibility in Genetics’ classes. The teaching strategy validation has shown that using online platforms with Bioinformatics’ tools may contribute to the learning of certain topics in Molecular Genetics and Phylogeny. Likewise, it may allow students to have a closer contact with scientific research through the use of recurrent topics in mainstream media., La enseñanza de la Genética es vista como un área central de la Biología, puesto que su contenido traspasa diversas áreas. Frente a ese escenario, el objetivo del presente estudio fue elaborar una plataforma de Bioinformática, el OLATCG, para fundamentar una estrategia didáctica en clases de Genética en la enseñanza media. La investigación es de carácter descriptivo con abordaje cualitativo y se llevó a cabo con la participación de nueve alumnas de una escuela pública federal ubicada en Río de Janeiro. Desarrollamos una estrategia didáctica con procedimientos experimentales in silico, realizamos su validación y, con los datos de ese momento, analizamos la estrategia en cuanto a su viabilidad en clases de Genética. La validación de la estrategia didáctica nos mostró que el uso de la plataforma con herramientas de Bioinformática puede contribuir al aprendizaje de algunos temas de Genética molecular y filogenia, del mismo modo que puede brindar a los estudiantes un contacto más cercano con la investigación científica a través del uso de temas recurrentes en los medios., A Genética é vista como um campo central da Biologia, posto que seu conteúdo transpassa diversas áreas. Nesse cenário, o objetivo do presente estudo foi elaborar uma plataforma de Bioinformática, a OLATCG, para alicerçar uma estratégia didática em aulas de Genética no Ensino Médio. A pesquisa possui caráter descritivo, com abordagem qualitativa, e fora realizada com a participação de nove alunas de uma escola pública federal localizada no Rio de Janeiro. Elaborou-se uma estratégia didática com procedimentos experimentais in silico e conduziu-se a sua validação. Com os dados extraídos, analisou-se a estratégia quanto à sua exequibilidade em aulas de Genética. Na validação da estratégia didática, identificou-se que a utilização da plataforma com ferramentas de Bioinformática contribui para o aprendizado de alguns temas de Genética Molecular e de Filogenia, do mesmo modo que oportuniza aos alunos o contato mais estreito com a pesquisa científica, mediante a utilização de temas recorrentes na mídia.
- Published
- 2022
8. ANÁLISE DA SIMILARIDADE DE SEQUÊNCIAS GÊNICAS DO ASCORBATO E DO LICOPENO EM ESPÉCIES VEGETAIS CULTIVADAS
- Author
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Ana Carolina Preto Malaman, Tais Lira Sevilha, and Antonio Fluminhan
- Subjects
similarities ,antioxidants ,bioinformatics ,ascorbate ,lycopene ,Engineering (General). Civil engineering (General) ,TA1-2040 ,Science (General) ,Q1-390 - Abstract
Bioinformatics has made possible the identification and comparison of nucleotide sequences responsible for the production of antioxidants compounds in plants by using genomic public access databases and several applications able to align sequences from different species. The present study analyzed the nucleotide sequences of the genes for ascorbate and lycopene, known for its antioxidant action, in order to verify which species these substances have already been identified as well as to compare them through cladograms, observing the degree of similarity between the species and their phylogenetic relationships. It was built the representation of similarity matrix from the genes, which might reflect the evolution of the remaining characters. This report shows the viability of the methodology, and provides a basis for more advanced studies about the phylogenetic relationships among the species.
- Published
- 2014
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9. Evidence of increased transgenerational medelian erros following acidental human exposure to ionizing radiation of Cesium-137
- Author
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Oliveira, Lorraynne Guimarães, Cruz, Aparecido Divino da, Costa, Emília Oliveira Alves, Silva, Daniela de Melo e, Silva, Claudio Carlos da, Dias, Renata de Oliveira, and Leito Filho, Hugo Pereira
- Subjects
Genotyping ,Bioinformatics ,Desvio mendeliano ,SNVs ,Bioinformática ,Mendelian deviation ,GENETICA [CIENCIAS BIOLOGICAS] ,Genotipagem - Abstract
Em 13 de setembro de 1987 ocorreu em Goiânia, Goiás (Brasil) o maior acidente radiológico em área urbana, tendo como consequência a exposição humana, animal, vegetal e ambiental pelo Césio-137. Os efeitos mutagênicos sobre a linhagem germinativa de pessoas expostas à radiação ionizante são particularmente preocupantes, pois o risco de distúrbios hereditários pode ser aumentado. As Variantes de Nucleotídeo Único são a forma mais comum de variação genética humana e ocorrem em maior abundância em região não codificadora e nos últimos anos diversas tecnologias estão sendo desenvolvidas para identificar essas variantes. Uma destas tecnologias é o Sequenciamento de Nova Geração que oferecem maiores quantidades de dados, tempos de sequenciamento mais curtos e custos reduzidos. O objetivo deste trabalho é estabelecer espectro e frequência de substituições de base de novo de origem germinativa a partir de dados de sequenciamento de nova geração do trio, correspondendo a uma criança da geração F1 e seus pais biológicos, expostos acidentalmente à altas e baixas doses de RI de césio-137, contribuindo com o conhecimento sobre os efeitos biológicos de exposição à radiação ionizante. Considerando caso e controle foram incluídos os resultados de 38 progenitores, e uma prole de 14 filhos (as) nascidos do grupo exposto e 5 filhos da população não exposta. Os indivíduos expostos tiveram ~39% de incremento de média global de DMs comparado ao controle. As mães expostas tiveram ~44% de incremento de média global de DMs comparado ao controle. A mutação do tipo A:T>C:G foi a que demonstrou um maior aumento estatisticamente significativo de acontecer na prole dos indivíduos expostos. As frequências de substituição de transições foram mais altas do que as transversões nos filhos de casos e controles, porém a diferença não é estatisticamente significativa. Em conclusão, com a metodologia e os biomarcadores usados foi possível identificar a origem de mutação dos progenitores, como também o tipo de substituição e informar qual a variante que sofreu a mutação, foi possível ainda detectar a frequência da mutação de linhagem germinativa em DM o que possibilitou estudar retrospectivamente esta população exposta à RI. On September 13th, 1987, the largest radiological accident in urban areas occurred in Goiânia, Goiás (Brazil), resulting in human, animal, plant and environmental exposure by Cesium-137. The mutagenic effects on the germline of people exposed to ionizing radiation are of particular concern, as the risk of inherited disorders can be increased. Single Nucleotide Variants are the most common form of human genetic variation and occur in greater abundance in a non-coding region and in recent years, several technologies have been developed to identify these variants. One of these technologies is Next-Generation Sequencing, which offers greater amounts of data, shorter sequencing times and reduced costs. The objective of this work is to establish the spectrum and frequency / rate of base de novo substitutions of germ origin from the trio's new generation sequencing data, corresponding to an F1 generation child and his biological parents, accidentally exposed to high and low doses of IR of cesium-137, contributing to knowledge about the biological effects of exposure to ionizing radiation. Considering case and control, the results of 38 parents, and an offspring of 14 children born from the exposed group and 5 children from the unexposed population were included. Exposed individuals had ~39% increase in global mean DMs compared to controls. Exposed mothers had ~44% increase in global mean DMs compared to controls. The A:T>C:G mutation was the one that showed the greatest statistically significant increase in occurrence in the offspring of exposed individuals. Transition replacement rates were higher than transversions in the offspring of cases and controls, but the difference is not statistically significant. In conclusion, with the methodology and biomarkers used, it was possible to identify the origin of mutation in the parents, as well as the type of substitution and to inform which variant was mutated, it was also possible to detect the frequency of the germline mutation in DM which made it possible to retrospectively study this population exposed to IR. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás
- Published
- 2022
10. A new satellite DNA set shared by all Characoidei (Characiformes, Teleostei)
- Author
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Giglio, Leonardo Moura, Universidade Estadual Paulista (Unesp), Utsunomia, Ricardo, and Porto-Foresti, Fábio [UNESP]
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Bioinformatics ,Ostariophysi ,Genômica ,Genética animal ,Bioinformática ,Genomics ,Repetitive DNA ,DNA repetitivo - Abstract
Submitted by Leonardo Moura Giglio (leonardo.moura@unesp.br) on 2022-08-15T18:10:25Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao - Leonardo Moura Giglio - final ata e ficha.pdf: 2057593 bytes, checksum: 2323dc25ea2c642f6572549b0129b124 (MD5) Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2022-08-16T11:34:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 giglio_lm_me_bauru.pdf: 2057593 bytes, checksum: 2323dc25ea2c642f6572549b0129b124 (MD5) Made available in DSpace on 2022-08-16T11:34:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 giglio_lm_me_bauru.pdf: 2057593 bytes, checksum: 2323dc25ea2c642f6572549b0129b124 (MD5) Previous issue date: 2022-07-01 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O genoma dos organismos eucariotos apresenta uma porção repetitiva bastante expressiva, com a classe dos DNAs satélites podendo representar grande parte do DNA nuclear e, também, contribuir para a diferença do tamanho dos genomas entre diferentes espécies. Considera-se que os DNAs satélites surgem a partir de duplicações de novo de sequências preexistentes no genoma das espécies, se disseminam, e posteriormente expandem seus arranjos, a forma em que se organizam. Esses arranjos passam por processos de homogeneização e posterior fixação de sua composição, sob o regime da evolução em concerto. Esses mecanismos evolutivos podem agir independentemente nas diferentes espécies, inclusive, agir independentemente nos diferentes arranjos dentro de um mesmo genoma, o que normalmente resulta em DNAs satélites gênero ou espécie específicos. Porém, hoje temos conhecimento de alguns casos de satélites que se mantiveram conservados em diferentes espécies distribuídas por táxons maiores, como toda uma ordem, apresentando inclusive transcrição, o que vai contra as predições da evolução em concerto em um contexto de ausência de função. Outro modelo de evolução de DNAs satélites é o da hipótese library , que prediz que grupos proximamente relacionados compartilham uma porção do conteúdo ancestral de DNAs satélites, apresentando normalmente diferenças quantitativas relativas a sua abundância no genoma. No presente estudo utilizamos a subordem dos peixes Characoidei, da ordem dos Characiformes, altamente diversa e com origem antiga, e portanto considerada ideal para verificar a existência de satélites compartilhados pelo grupo, testar a hipótese library, e analisar a ação da evolução em concerto nos satélites destas espécies. Para isto, utilizamos bibliotecas genômicas de 15 espécies de diferentes famílias da ordem dos Characiformes e realizamos análises bioinformáticas com a aplicação do TAREAN, uma ferramenta que utiliza um algoritmo de agrupamento de reads para realizar o isolamento dos DNAs satélites das espécies, além de ferramentas de montagem de novo, alinhamento e mapeamento de cópias para realizar a comparação destes satélites entre as espécies. Encontramos sete DNAs satélites presentes nas quatro superfamílias de peixes Characoidei analisadas, demonstrando o compartilhamento de satélites super conservados por toda uma subordem, o que contraria as predições da evolução em concerto, e também corroboram com a hipótese library de evolução dos DNAs satélties. The eukaryotic genomes present a very expressive repetitive portion, with the satellite DNAs class representing a great part of the nuclear DNA and, also, contributing to the differences observed in the species genome sizes. Its assumed that the satellite DNAs originate by de novo duplications in preexistent sequences in the genome, are scattered to different locations and, subsequently, expand their arrays, the way they are organized. These arrays goes through composition homogenization and fixation steps, under the concerted evolution regime. These evolutive mechanisms can act independently in each species, or even act differently in arrays of different genomic locations, and that usually results in genus- or species-specific sallite DNAs. However, today we know of some cases of satellites that have remained conserved in different species distributed over larger taxa, such as an entire order, even presenting transcription, which goes against the predictions of concerted evolution in a context of absent function. Another model of satellite DNA evolution is the library hypothesis, which predicts that closely related groups share a portion of the ancestral content of satellite DNAs, typically showing quantitative differences relative to their abundance in the genome. In the present study, we used the suborder of Characoidei fishes, from the order Characiformes, highly diverse and with ancient origin, and therefore considered ideal to verify the existence of satellites shared by the group, test the library hypothesis, and analyze the action of the concerted evolution in the satellites of these species. For this, we used genomic libraries of 15 species from different families of the Characiformes order and performed bioinformatic analyses with the application of TAREAN, a tool that uses a read clustering algorithm to isolate the species satellite DNAs, as well as de novo assembly, alignment, and copy mapping tools to compare these satellites between species. We found seven satellite DNAs present in the four analyzed Characoidei fish superfamilies, demonstrating the sharing of super conserved satellites across an entire suborder, which contradicts the predictions of concerted evolution, and also corroborates with the library hypothesis of satellite DNA evolution. CAPES: 88887.483868/2020-00
- Published
- 2022
11. IMPLANTAÇÃO DE METODOLOGIAS PARA ANÁLISE COMPARATIVA DE SEQUÊNCIAS GENÔMICAS RELACIONADAS AO CÂNCER DE PELE
- Author
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Antonio Alves dos Santos Neto and Antonio Fluminhan
- Subjects
bioinformatics ,mutations ,genomic databank ,skin cancer ,p53 gene ,Engineering (General). Civil engineering (General) ,TA1-2040 ,Science (General) ,Q1-390 - Abstract
Exposure to ultraviolet rays has caused the increased incidence of skin cancer, usually associated with changes in the DNA structure. Genome databases allow public access to DNA sequences that can be compared and analyzed, such as the P53 gene, related to the type of skin cancer with the highest incidence. This research aims to establish methodologies for comparative analysis of nucleotide sequences for the assessment of environmental impacts. Investigations aiming to determine the most frequent mutations in the gene databases populations from countries with contrasting differences are being held. The original gene sequence is compared Recebido em: 10/08/2014_ Aprovado em: 28/08/2014 Sequências genômicas e câncer de pele 2 Colloquium Exactarum, v. 6, n.3, Set-Out. 2014, p.01 –09. DOI: 10.5747/ce.2014.v06.n3.e084 with mutant sequences described in patients with skin cancer through a bioinformatics tool. Comparative studies will be conducted in order to establish correlations between the most frequent mutations and environmental factors that may be related to the origin of the mutations.
- Published
- 2014
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12. A method to find groups of orthogous genes across multiple genomes
- Author
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ALMEIDA, N.F., TELLES, G.P.,, and ALVAREZ,P
- Subjects
orthologous genes ,multiple genomes ,comparative genomics ,bioinformatics ,Electronic computers. Computer science ,QA75.5-76.95 - Abstract
In this work we propose a simple method to obtain groups of homologous genes across multiple (k) organisms, called kGC. Our method takes as input all-against-all Blastp comparisons and produces groups of homologous sequences. First, homologies among groups of paralogs of all the k compared genomes are found, followed by homologies of groups among k - 1 genomes and so on, until groups belonging exclusively to only one genome, that is, groups of one genome not presenting strong similarities with any group of any other genome, are identified. We have used our method to determine homologous groups across six Actinobacterial complete genomes. To validate kGC, we first investigate the Pfam classification of the homologous groups, and after compare our results with those produced by OrthoMCL. Although kGC is much simpler than OrthoMCL it presented similar results with respect to Pfam classification.
- Published
- 2013
13. Das ervilhas de mendel à bioinformática: E os princípios éticos?
- Author
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Santos, Douglas Manoel Antonio de Abreu Pestana dos
- Subjects
Ethics ,Bioinformatics ,Ética ,Computational Ethics ,Bioinformática ,Ética Computacional ,Applied Ethics ,Ética Aplicada - Abstract
The fusion of biological sciences with computer science has given rise to bioinformatics. Since it is an area that deals directly with life, where computers play a central role, the ethical issues become even more complex. In this sense, this study begins by drawing a parallel between the evolution of genetics and that of computers, and then an essay is proposed, inviting reflection on how responsible actions by professionals in the field can help them conduct their work on ethical bases. Diante da fusão das ciências biológicas com a ciência da computação deu origem a bioinformática. Por se tratar de uma área que lida diretamente com a vida, onde os computadores exercem uma função central, as questões éticas se tornam ainda mais complexas. Nesse sentido, este estudo inicia traçando um paralelo entre a evolução da genética com a dos computadores e, em seguida, é proposto um ensaio, convidando a reflexão sobre como ações responsáveis por profissionais da área podem auxiliá-los a conduzir os seus trabalhos com bases éticas.  
- Published
- 2022
14. Draft genome sequence of Bacillus thuringiensis strain S2195, an isolate toxic for lepidoptera / Projeto de sequência do genoma de Bacillus thuringiensis strain S2195, um tóxico isolado para lepidoptera
- Author
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Paulo Queiroz, Priscila Grynberg, Érica Martins, Roberto Togawa, and Rose Monnerat
- Subjects
enhancing ,General Materials Science ,bioinformatics ,insecticidal toxins - Abstract
Bacillus thuringiensis is a Gram-positive bacterium which produces insecticidal proteins effective to control several medical and agriculture insect pests. These proteins belong to the Cry, Cyt, Vip and Sip families. This work describes the draft genome sequence of B. thuringiensis S2193, which contains genes encoding the parasporal crystal cry1Ad, cry1Ca, cry1Da, cry1Fa, cry1Ia, cry2A, cry9Ea and vip3Ca. Genes coding for plant growth promotion pathway were identified. And the operon which encodes the bacteriocin Thuricin 17 were annoted. We found the gene which encodes the toxin enhancin.
- Published
- 2022
15. Ethnobotanical and molecular aspects to design palm conservation approaches
- Author
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Silveira, Tatieli, CPF 45709173053, Oliveira, Antônio Costa de, Maia, Luciano Carlos da, and Barbieri, Rosa Lía
- Subjects
Etnobotânica ,Bioinformatics ,Butia ,Ethnobotany ,CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA [CNPQ] ,Recursos genéticos ,Bioinformática ,Genetic resources ,Arecales - Abstract
Submitted by Mírian Farias Ribeiro (mirianfribeiro@yahoo.com.br) on 2022-06-28T13:05:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Silveira.pdf: 4130684 bytes, checksum: 63afa228ec02e74a365e3d0ef5b9cf4a (MD5) Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2022-07-07T16:48:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Silveira.pdf: 4130684 bytes, checksum: 63afa228ec02e74a365e3d0ef5b9cf4a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2022-07-07T16:48:21Z (GMT). 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No estudo etnobotânico, foram entrevistados participantes chave da Rota do Butiazais que são entusiastas da conservação pelo uso dos butiás, e trabalham diretamente com essas espécies no Brasil, Uruguai e Argentina. Foram citados 16 usos para os butiás, com destaque para o consumo do fruto fresco, licor com os frutos e sucos. As atividades associadas aos ecossistemas de butiazais foram o turismo e a pecuária. As estratégias para conservação dos recursos genéticos que foram indicadas pelos entrevistados reforçam a importância de parcerias entre iniciativas privadas e instituições públicas, juntamente com políticas públicas. Os entrevistados ressaltaram a importância da conservação pelo uso desses recursos genéticos. De forma a integrar o entendimento sobre as espécies de Arecaceae, foi detectado a quantidade, distribuição e organização de Sequências Simples Repetidas (SSRs) plastidiais em 52 espécies da ordem Arecales. Estes genomas foram analisados identificando a posição das sequências SSR, foram gerados em média 76 pares de primers para cada espécie avaliada, visando a transferabilidade de marcadores moleculares. Foram observados polimorfismos nestes SSR e as dissimilaridades foram avaliadas. Foi verificado maior frequência de repetições de mononucleotídeos em regiões intergênicas. A análise de dissimilaridade de cpSSR mostrou que mono e trinucleotídeos foram altamente dissimilares entre si, refletindo a grande abundância desse tipo de SSRs em plastídios. Relações filogenéticas entre espécies do gênero Butia foram identificadas ao analisar sequências de fatores de transcrição WRKY com diferentes metodologias em bioinformática. As sequências WRKY usadas neste trabalho estão disponíveis no National Center for Biotechnology Information (NCBI). Houve variação nos padrões de agrupamento entre as diferentes regiões WRKY (2, 6, 7, 12, 16, 19, 21), sendo que as espécies nem sempre foram agrupadas devido à sua similaridade morfológica. Os resultados reforçam a importância de estudos desta ordem para maior esclarecimento da origem filogenética deste gênero. Os avanços no conhecimento gerados com este trabalho fornecem subsídios para propor a conservação de espécies da família Arecaceae, especialmente do gênero Butia. Estes estudos são importantes para entender a filogenia de Butia, buscar esclarecer a evolução deste gênero, contribuindo com informações necessárias para a conservação e uso sustentável dos recursos genéticos. The species of the Arecaceae family have important social, environmental, and economic value, and are widely used for food production and used in the manufacture of decorative utensils. Advances in knowledge and sustainable use of genetic resources are essential to guarantee the conservation of these species. The general objective was to characterize the knowledge shared by participants of the Butia Palm Groves Network and the genetic variation associated with Butia and other species of the Arecales order, as a contribution to the elaboration of palm conservation strategies. In the ethnobotanical study, key participants of the Butia Palm Groves Network who are enthusiasts of conservation through the use of Butia palm and work directly with these species in Brazil, Uruguay, and Argentina, were interviewed. Sixteen uses were cited for butiás, with emphasis on the consumption of fresh fruit, liqueur with the fruits and juices. The activities associated with the Butia palm groves ecosystems were tourism and livestock. The strategies for the conservation of genetic resources that were indicated by the interviewees reinforce the importance of partnerships between private initiatives and public institutions, together with public policies. Respondents highlighted the importance of conservation through the use of these genetic resources. To integrate the understanding of the species of Arecaceae, the quantity, distribution and organization of plastid Simple Repeat Sequences (SSRs) were detected in 52 species of the order Arecales. These genomes were analyzed to identify the position of the SSR sequences, an average of 76 pairs of primers were generated for each species evaluated, aiming at the transferability of molecular markers. Polymorphisms were observed in these SSRs and dissimilarities were evaluated. A higher frequency of mononucleotide repetitions was observed in intergenic regions. The dissimilarity analysis of cpSSR showed that mono and trinucleotides were highly dissimilar to each other, reflecting the great abundance of this type of SSRs in plastids. Phylogenetic relationships between species of the genus Butia were identified by analyzing sequences of WRKY transcription factors with different methodologies in bioinformatics. The WRKY sequences used in this work are available from the National Center for Biotechnology Information (NCBI). There was variation in the clustering patterns between the different WRKY regions (2, 6, 7, 12, 16, 19, 21), and the species were not always clustered due to their morphological similarity. The results reinforce the importance of studies of this order to clarify the phylogenetic origin of this genus. The advances in knowledge generated by this work provide subsidies to propose the conservation of species of the Arecaceae family, especially the genus Butia. These studies are important to understand the phylogeny of Butia, and seek to clarify the evolution of this genus, contributing with the necessary information for the conservation and sustainable use of genetic resources.
- Published
- 2022
16. Knowledge, technological cooperation and development of patent protected technologies in the bioinformatics segment
- Author
-
Silva, Franklin Menezes da, Costa, Priscila Rezende da, Kniess, Cláudia Terezinha, Cassol, Alessandra, Mazzieri, Marcos Rogério, and Silva, Luciano Ferreira da
- Subjects
esforço de inovação ,ADMINISTRACAO [CIENCIAS SOCIAIS APLICADAS] ,bioinformática ,cooperação tecnológica ,fluxo de conhecimento ,innovation effort ,cooperation networks ,redes de cooperação ,bioinformatics ,knowledge flow ,technological cooperation - Abstract
Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2022-07-01T19:00:08Z No. of bitstreams: 1 Franklin Menezes da Silva.pdf: 3295510 bytes, checksum: 802fe2a91f4307baaaa24e5f3592c2f6 (MD5) Made available in DSpace on 2022-07-01T19:00:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franklin Menezes da Silva.pdf: 3295510 bytes, checksum: 802fe2a91f4307baaaa24e5f3592c2f6 (MD5) Previous issue date: 2022-03-30 Bioinformatics is a segment of Biotechnology that has developed through the building of databases and process modeling on genomes and protein sequences. Development of such technologies requires development and patenting strategies. For this, technological cooperation is essential, efficiently meeting the demands of the segment. Therefore, organizations seek to know which technological strategies should be applied, whether emerging technology is emergent, and to what extent they can make such decisions. Thus, in this research, we seek to answer the following research question: what are the relationships among knowledge, technological cooperation and the development of technologies protected by patents in the bioinformatics segment? To this end, we conducted three interdependent studies. Study 1 is bibliographic research with 797 articles as a sample, supported by factor analysis, from 1996 to 2020. The objective of this study was to explore the conceptual bases on the relationship between knowledge and patents. Regarding the main findings of Study 1, a system of conceptual bases (theoretical framework) on the relationship between knowledge and patent, and the mapping of clusters related to the main conceptual factors stand out: (1) Learning and Organizational Networks; (2) Innovation and Geographic Proximity; and (3) Patents and Knowledge Spillovers. In Study 2, we investigated the influence of technological cooperation and the flow of knowledge on the innovation efforts by developed and developing countries, specifically in the Bioinformatics segment. We analyzed IPC26,043 IPC (IPC G16B patents and patent families from the Bioinformatics segment, extracted from the Derwentvate database, in the period from 2000 to 2019). The main findings of Study 2 pointed out that technological cooperation improves innovation effort and there is a greater tendency to generate new technologies with reference to existing technological knowledge. In Study 3, the objective was to examine whether organizations of technologies protected by patents in the Bioinformatics segment develop through technological cooperation of both intra and interorganizational. The main findings of Study 3 indicated main cooperation networks, technological routes, and emerging technologies in the Bioinformatics segment. Regarding practical contributions, the findings of this thesis can support strategic innovation strategies, not decisions identification, management and use of knowledge sources and relational sources, aiming at technological development in the bioinformatics segment. A Bioinformática é um segmento da Biotecnologia que vem se destacando pela construção de bases de dados e modelagem de processos sobre genoma e sequências de proteínas. O desenvolvimento de tais tecnologias requer estratégias de inovação e de patenteamento. Para isso, torna-se primordial a cooperação tecnológica, visando atender as demandas do segmento com eficiência. Diante disso, as organizações buscam saber quais estratégias tecnológicas devem ser priorizadas, se uma dada tecnologia é emergente e em que medida o conhecimento pode afetar tais decisões. Dessa forma, nesta pesquisa, busca-se responder à seguinte questão de pesquisa: Quais as relações entre conhecimento, cooperação tecnológica e desenvolvimento de tecnologias protegidas por patentes no segmento da Bioinformática? Para tal, foram desenvolvidos três estudos interdependentes. O Estudo 1 é uma pesquisa bibliométrica com 797 artigos, com apoio da análise fatorial, no período de 1996 a 2020. O objetivo de tal estudo foi explorar as bases conceituais sobre a relação entre conhecimento e patente. Em relação às principais descobertas do Estudo 1, destacam-se a sistematização das bases conceituais (lentes teóricas) sobre a relação entre conhecimento e patente e o mapeamento dos clusters relacionados aos principais fatores conceituais: (1) Aprendizagem e Redes organizacionais; (2) Inovação e Proximidade geográfica; e (3) Patente e Spillovers de conhecimento. No Estudo 2, buscou-se investigar a influência da cooperação tecnológica e do fluxo de conhecimento no esforço de inovação dos países desenvolvidos e em desenvolvimento, especificamente no segmento da Bioinformática. Foram analisados 26.043 INPADOCS (patentes e famílias de patentes), sob o IPC G16B do segmento da Bioinformática, extraídos da base de dados Derwent Clarivate, no período entre 2000 e 2019. Os principais achados do Estudo 2 foram a comprovação de que a cooperação tecnológica afeta positivamente o esforço de inovação e há uma tendência de geração de novas tecnologias com maior referência aos conhecimentos tecnológicos já existentes. No Estudo 3, o objetivo foi examinar se as organizações proprietárias de tecnologias protegidas por patentes, no segmento da Bioinformática, as desenvolvem por meio de cooperação tecnológica intra ou interorganizacional. Sobre os principais achados do Estudo 3, foram sistematizadas as principais redes de cooperação, rotas tecnológicas e tecnologias emergentes no segmento da Bioinformática. Em relação às contribuições práticas, os achados da tese podem subsidiar estratégicas de inovação, no que tange às decisões de identificação, uso e gestão dinâmica e relacional das fontes de conhecimento e de tecnologia, visando o desenvolvimento tecnológico no segmento da Bioinformática.
- Published
- 2022
17. Características clínicas e análise genética e de cofatores de dobramento da tubulinaem pacientes iranianos com síndrome de Sanjad-Sakati
- Author
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Hamid Galehdari, Pegah Ghandil, Majid Aminzadeh, Nasrin Malekpour, and Gholamreza Shariati
- Subjects
Hypoparathyroidism ,Population ,Prenatal diagnosis ,Iran ,medicine.disease_cause ,Bioinformatics ,Osteochondrodysplasias ,Asymptomatic ,Síndrome HRD ,03 medical and health sciences ,0302 clinical medicine ,Seizures ,Tubulin ,030225 pediatrics ,Intellectual Disability ,Genetic variation ,medicine ,Humans ,Abnormalities, Multiple ,030212 general & internal medicine ,População iraniana ,education ,Gene ,Gene do cofator E de dobramento da tubulina ,Growth Disorders ,Mutação ,HRD syndrome ,Hipoparatireoidismo ,Síndrome de Sanjad-Sakati ,Fetus ,Mutation ,education.field_of_study ,business.industry ,Iranian population ,lcsh:RJ1-570 ,lcsh:Pediatrics ,medicine.disease ,Sanjad-Sakati syndrome ,Pediatrics, Perinatology and Child Health ,medicine.symptom ,business ,Tubulin folding cofactor E gene ,Molecular Chaperones - Abstract
Objective: Permanent hypoparathyroidism can be presented as part of genetic disorders such as Sanjad–Sakati syndrome (also known as hypoparathyroidism—intellectual disability-dysmorphism), which is a rare autosomal recessive disorder. Our aim was to confirm the diagnosis of a group of patients with dysmorphism, poor growth, and hypoparathyroidism clinically labeled as Sanjad–Sakati syndrome and to identify for the first time the genetic variations on Iranian patients with the same ethnic origin. Methods: In this study, 29 cases from 23 unrelated Arab kindreds with permanent hypoparathyroidism and dysmorphism indicating Sanjad-Sakati syndrome were enrolled for 10 years in the southwest of Iran. The mutational analysis by direct sequencing of the tubulin folding cofactor E gene was performed for the patients and their families, as well as their fetuses using genomic DNA. Results: Twenty-eight out of 29 cases had parental consanguinity. Twenty-seven cases presented with hypocalcemia seizure and two were referred because of poor weight gain and were found to have asymptomatic hypocalcemia. The dysmorphic features, hypocalcemia in the setting of low to normal parathyroid hormone levels and high phosphorus led to the diagnosis of these cases. Sequencing analysis of the tubulin folding cofactor E gene revealed a homozygous 12-bp deletion (c.155–166del) for all patients. Following that, prenatal diagnosis was performed for eight families, and two fetuses with a homozygous 12-bp deletion were identified. Conclusion: These results make it much easier and faster to diagnose this syndrome from other similar dysmorphisms and also help to detect carriers, as well as prenatal diagnosis of Sanjad-Sakati syndrome in high-risk families in this population. Resumo: Objetivo: O hipoparatireoidismo permanente pode estar presente como parte das doenças genéticas como na síndrome de Sanjad–Sakati (também chamada de síndrome de hipoparatireoidismo, retardo e dismorfismo), que é um distúrbio autossômico recessivo raro. Nosso objetivo foi confirmar o diagnóstico de um grupo de pacientes com dismorfismo, crescimento deficiente e hipoparatireoidismo clinicamente identificado como síndrome de Sanjad–Sakati e identificar as variações genéticas, pela primeira vez, em pacientes iranianos com a mesma origem étnica. Métodos: Neste estudo, foram inscritos 29 casos de 23 famílias árabes sem parentesco com hipoparatireoidismo e dismorfismo indicando síndrome de Sanjad-Sakati, durante 10 anos no sudoeste do Irã. Foi feita a análise mutacional por sequenciamento direto do gene do cofator E de dobramento da tubulina dos pacientes e de suas famílias e também de seus fetos com o DNA genômico. Resultados: Apresentaram consanguinidade parental 28 dos 29 casos. Desses, 27 casos apresentaram convulsão por hipocalcemia e dois foram encaminhados devido ao baixo ganho de peso, considerando diagnóstico de hipocalcemia assintomática. As características dismórficas, hipocalcemia na configuração de níveis de hormônio da paratireoide baixos a normais e alto nível de fósforo levaram ao diagnóstico dos casos. A análise de sequenciamento do gene do cofator E de dobramento da tubulina revelou deleção homozigótica de 12 pares de base (pb) (c.155–166del) em todos os pacientes. Após isso, foi feito o diagnóstico pré-natal em oito famílias e dois fetos foram identificados com deleção homozigótica de 12 pb. Conclusão: Esses resultados tornam o diagnóstico dessa síndrome muito mais fácil e rápido do que outros dismorfismos semelhantes e também ajudam a detectar portadores, bem como, o diagnóstico pré-natal da síndrome de Sanjad-Sakati em famílias de alto risco nessa população. Keywords: Hypoparathyroidism, Sanjad–Sakati syndrome, Tubulin folding cofactor E gene, HRD syndrome, Iranian population, Mutation, Palavras-chave: Hipoparatireoidismo, Síndrome de Sanjad–Sakati, Gene do cofator E de dobramento da tubulina, Síndrome HRD, População iraniana, Mutação
- Published
- 2020
18. The skullcap's ability to focus ultrasonic beams : computer simulation and experiments
- Author
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Andrade, Patricia Cardoso de, 1991, Costa, Eduardo Tavares, 1956, Elias, Leonardo Abdala, Pereira, Wagner Coelho de Albuquerque, Li, Li Min, Carneiro, Antonio Adilton Oliveira, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, and UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
- Subjects
Crânio ,Ultrasonic waves ,Bioengenharia ,Bioinformatics ,Ondas ultrassônicas ,Skull ,Brain ,Bioengineering ,Bioinformática ,Cérebro - Abstract
Orientadores: Eduardo Tavares Costa, Hermes Arytto Salles Kamimura Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A neuromodulação por ultrassom focalizado (FUS) tem se mostrado uma ferramenta de neuromodulação particularmente útil no tratamento de doenças neuropsiquiátricas, apresentando vantagens com relação às outras técnicas, pois é uma técnica não invasiva e com resolução espacial milimétrica. Neste estudo, campos acústicos e taxas de deposição de calor foram simulados para diferentes fontes de ultrassom focadas no cérebro, para modelo humano e utilizando-se de diferentes protocolos de estimulação usados em aplicações para neuromodulação. O sucesso da técnica de neuromodulação por ultrassom depende da precisão do ponto focal ultrassônico. Este estudo prevê a penetrabilidade e a focalização dos pulsos ultrassônicos através do crânio permitindo verificar a viabilidade e segurança da técnica tFUS para a neuromodulação. Por meio de um estudo in silico, empregamos a toolbox k-Wave para gerar e avaliar mapas de pressão acústica 3D gerados por um e dois transdutores FUS de elemento. A velocidade do som e densidade do crânio, tecido cerebral e pele (coeficientes de atenuação de 11, 0,6 e 0,5 dBcm-1MHz-1, respectivamente), foram estimados a partir de unidades Hounsfield obtidas de imagens de tomografia computadorizada. As sequências de pulso simuladas consistiram em rajadas senoidais com comprimento de pulso de 300 µs, ciclo de trabalho de 50% ou 60% e duração de burst de 0,5s, 1s, 2s, 3s, 4s, totalizando 10 protocolos FUS. Para avaliar a segurança, a deposição de calor em todo o cérebro também foi avaliada. A metodologia aqui proposta demonstra a importância do planejamento do tratamento para a entrega eficiente de energia, mantendo níveis seguros de temperatura no cérebro. As simulações acústicas nos permitiram verificar que em comparação com um único transdutor ultrassônico mono elemento (TUME), o uso de dois transdutores monoelementos permite transmitir e entregar uma amplitude de pressão acústica mais alta e mais homogênea no cérebro, com aumento de 71% (para o transdutor de 250 kHz) e 49% (para o transdutor de 500 kHz) da máxima amplitude no foco; E, atingir estruturas mais profundas com o ponto focal encontrado aproximadamente 1 cm mais profundo do que quando se usa 1 TUME. possibilitando um aparato experimental para neuromodulação com uma configuração de custo mais baixo, se comparada com a configuração de transdutores multielementos. Observamos um aumento máximo de 0,5 ºC no crânio, sendo a duração da sonificação e da duração do ciclo de trabalho os fatores mais relevantes para o aumento da temperatura do meio. A codificação dos pulsos ultrassônicos por chirp demonstrou ser eficaz para minimizar a deposição térmica no crânio e na região focal. Este estudo, também, nos permitiu verificar que transdutores planares possuem o potencial para serem utilizados em aplicações com neuromodulação por ultrassom e que transdutores focalizados com frequências mais altas das que geralmente são usadas em humanos (800 kHz), também têm o potencial de serem utilizados para neuromodulação, se focalizados através da fossa temporal do crânio humano, permitindo uma pressão máxima no foco capaz de induzir a ativação de canais sensíveis à mecânica do meio Abstract: Focused ultrasound neuromodulation (FUS) has been shown to be a handy neuromodulation tool in treating neuropsychiatric diseases, presenting advantages over other techniques as it is a non-invasive technique with millimeter spatial resolution. In this study, acoustic fields and heat exposure rates were simulated for different ultrasound sources focused on the brain, for the human model, and different protocols used in neuromodulation applications. The success of the ultrasound neuromodulation technique depends on the accuracy of the ultrasonic focal point. This study predicts the penetrability and focus of the ultrasonic pulses allowing to verify the viability and safety of the tFUS technique for neuromodulation. Through an in-silico study, we used the k-Wave toolbox to generate and evaluate 3D acoustic pressure maps generated by one and two single-element FUS transducers. Sound velocity and density of skull, brain tissue and skin (attenuation coefficients of 11, 0.6 e 0.5 dBcm-1MHz-1, respectively) were computed using Hounsfield units from tomographic images. We simulated pulse sequences consisting of sinusoidal bursts with pulse length of 300 µs, 50% or 60% duty cycle and bursts of 0.5s, 1s, 2s, 3s, 4s, in a total of 10 FUS protocols. Safety was evaluated looking at heat deposition throughout the skull and brain tissue. The approach suggested here emphasizes the significance of treatment planning for effective energy supply and upholding healthy brain temperature ranges. The use of two single element transducers allows for transmission and delivery of a higher and more uniform acoustic pressure amplitude in the brain, with an increase of 71% (for the 250 kHz transducer) and 49% (for the 500 kHz transducer) of the maximum amplitude at focus; and targeting deeper structures with the focal point found approximately. enabling a neuromodulation experimental device with a more affordable design than one made up of several transducers. The duration of the sonication and the duty cycle were the two most important variables for the increase in the medium's temperature, and we saw a maximum increase of 0.5º C in the skull as a result. It has been demonstrated that chirp coding of the ultrasonic pulses reduces heat buildup in the focal region and cranium. The feasibility of using planar transducers in applications involving ultrasound neuromodulation was also confirmed by this investigation. If focused through the temporal fossa of the human skull, focused transducers with frequencies higher than those typically used in humans (800 kHz) also have the potential to be used for neuromodulation. This allows a maximum pressure in focus that can cause the activation of channels sensitive to the mechanics of the medium Doutorado Engenharia Biomédica Doutora em Engenharia Elétrica FAPESP 2019/14217-8 CNPQ 141272/2018-0
- Published
- 2022
19. Bioinformática como recurso pedagógico para o curso de ciências biológicas na Universidade Estadual do Ceará – UECE – Fortaleza, Estado do Ceará = Bioinformatics as a pedagogical resource for the biology course in the State University of Ceara - UECE - Fortaleza, Ceará State
- Author
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Howard Lopes Ribeiro Junior, Vânia Marilande Ceccatto, and Roberta Taiane Germano de Oliveira
- Subjects
bioinformática ,biologia molecular ,genética geral ,ensino superior ,bioinformatics ,molecular biology ,general genetics ,higher education ,Education ,History of education ,LA5-2396 ,Special aspects of education ,LC8-6691 - Abstract
O objetivo deste estudo foi aplicar e avaliar conteúdos teórico-práticos de Bioinformática para estudantes do curso de Licenciatura Plena em Ciências Biológicas, matriculados nas disciplinas de Genética geral e Biologia Molecular na Universidade Estadual do Ceará, no ano de 2010. A abordagem teórica consistiu de uma apresentação de conceitos históricos, básicos e específicos dos atuais avanços das pesquisas envolvidas nas áreas da biologia Molecular. A prática de ‘Construção de uma Filogenia Molecular in Silico’ foi elaborada para tornar funcionais os conceitos apresentados na prática anterior (RIBEIRO JUNIOR, 2011), com a utilização do banco de dados do National Center for Biotechnology Information, NCBI, e sua ferramenta de alinhamento de sequências, o BLASTp (Basic Local Alignment Search Tool Protein-Protein.) Os resultados positivos obtidos com a aplicação da aula teórica de Introdução à Bioinformática e das atividades práticas foram destacados com as caracterizações das filogenias moleculares das sequências hipotéticas propostas para a execução dos alinhamentos e com as falas dos alunos anteriormente citados. Essas atividades foram consideradas essenciais para que os alunos pudessem vivenciar o passo a passo para uma melhor compreensão da emergente área das ciências da vida: a Bioinformática.The objective of this study was to evaluate and apply the Bioinformatics theoretical contents and practical for the course students in Biological Sciences Degree Fully enrolled in the disciplines of General Genetics and Molecular Biology, State University of Ceara in 2010. The theoretical approach previously tested (RIBEIRO JUNIOR, 2011) consisted of a presentation of historical concepts, basic and specific to current advances in research involved the areas of molecular biology. The practice of "Building a Molecular Phylogeny in Silico" is designed to become functional in practice the concepts presented above, using the database of the National Center for Biotechnology Information, NCBI, and their sequence alignment tool, the BLASTp (Basic Local Alignment Search Tool Protein-Protein.) positive results obtained with the application of the lecture Introduction to Bioinformatics and practical activities were highlighted with the characterizations of molecular phylogenies of the sequences hypothetical proposals for the implementation of the alignments and the statements of students mentioned above. These activities were seen as essential so that students could experience step by step to a better understanding of the emerging field of life sciences: the Bioinformatics.
- Published
- 2012
20. Diseño de vacuna por inmunoinformática contra el HCV: Caracterización química y predicción de epítopos de células T
- Author
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Santos, Fabiano Ricardo Fontes, Santana, Esther Santos, and Droppa-Almeida, Daniela
- Subjects
Hepatite C ,Bioinformatics ,Vaccine ,Vacina ,Bioinformática ,Hepatitis C ,Vacuna - Abstract
Hepatitis C is a disease that affects the liver causing its inflammation, reaching thousands of people every year, however currently there are no vaccines for the virus responsible for the disease, HCV, although studies are already carried out on its feasibility. Therefore, reverse vaccinology can be of great help in detecting promising targets for use as a vaccine antigen and concomitantly formulating an effective vaccine. The respective work aims to obtain relevant data for the design of promising vaccines against HCV through the use of bioinformatics tools. Therefore, after the virus sequences were obtained from the National Center for Biotechnological Information (NCBI), analyzes of the antigenic potential were carried out using VaxiJen v.2.0. and from ANTIGENpro, together with AlgPred, the allergenic potential was verified, soon after the proteins were verified and selected, they would proceed to the next steps where they were submitted for the characterization of the physicochemical properties, through and the prediction of T cell epitopes was performed on NetTepi. Among the results obtained, it can be noted that the E2 protein was the only one to demonstrate allergenicity, whereas the E1 protein did not present antigenic potential and the other proteins were classified as unstable, following only the NS4a protein for prediction of T cell epitopes. La hepatitis C es una enfermedad que afecta al hígado provocando su inflamación, llegando a miles de personas cada año, sin embargo actualmente no existen vacunas para el virus responsable de la enfermedad, el VHC, aunque ya se están realizando estudios sobre su viabilidad. Por lo tanto, la vacunación inversa puede ser de gran ayuda para detectar dianas prometedoras para su uso como antígeno de vacuna y, concomitantemente, formular una vacuna eficaz. El trabajo respectivo tiene como objetivo obtener datos relevantes para el diseño de vacunas prometedoras contra el VHC mediante el uso de herramientas bioinformáticas. Por lo tanto, después de que se obtuvieron las secuencias de virus del Centro Nacional de Información Biotecnológica (NCBI), se realizaron análisis del potencial antigénico utilizando VaxiJen v.2.0. y desde ANTIGENpro, en conjunto con AlgPred, se verificó el potencial alergénico, luego de verificadas y seleccionadas las proteínas, se pasaría a los siguientes pasos donde se sometían a la caracterización de las propiedades fisicoquímicas, mediante y la predicción de epítopos de células T se realizó en NetTepi. Entre los resultados obtenidos, se puede observar que la proteína E2 fue la única que demostró alergenicidad, mientras que la proteína E1 no presentó potencial antigénico y las demás proteínas se clasificaron como inestables, siguiendo solo a la proteína NS4a para la predicción de epítopos de células T. A hepatite C é uma enfermidade que atinge o fígado causando sua inflamação, alcançando milhares de pessoas todos os anos, contudo atualmente ainda não existem vacinas para o vírus responsável pela doença, o HCV, embora estudos já sejam realizados sobre a viabilidade. Assim sendo, a vacinologia reversa pode ser de grande auxílio para detecção de alvos promissores para utilização como antígeno vacinal e concomitantemente formulação de uma vacina eficaz. O respectivo trabalho tem como objetivo obter dados relevantes para o desenho de vacinas promissoras contra o HCV através da utilização de ferramentas de bioinformática. Para tanto, após as sequências do vírus serem obtidas no Centro Nacional de Informação Biotecnológica (NCBI), foram realizadas as análises do potencial antigênico através do VaxiJen v.2.0. e do ANTIGENpro, juntamente foi verificado o potencial alergênico com o AlgPred, logo após as proteínas serem selecionadas, seguiriam para as próximas etapas onde foram submetidas para a caracterização das propriedades físico-químicas, através do ProtParam e a predição de epítopos de células T foi realizada no NetTepi. Dentre os resultados obtidos pode-se notar que, a proteína E2 foi a única a se demonstrar alergênica, já à proteína E1 não apresentou potencial antigénico e as demais proteínas foram classificadas como instáveis, seguindo somente a proteína NS4a para predição de epítopos de células T.
- Published
- 2021
21. Uso da bioinformática na diferenciação molecular da Entamoeba histolytica e Entamoeba díspar = Molecular discrimination of Entamoeba histolytica and Entamoeba dispar by bioinformatics resources
- Author
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Eliane Gasparino, Paulo de Sá Osório, Maria Amélia Menck Soares, Débora Sommer Marques, Danielly Veloso Blanck, and Fabiane Luizetti
- Subjects
Entamoeba histolytica ,Entamoeba dispar ,PCR ,bioinformática ,bioinformatics ,Medicine (General) ,R5-920 ,Pharmacy and materia medica ,RS1-441 - Abstract
Amebíase invasiva, causada por Entamoeba histolytica, é microscopicamente indistinguível da espécie não-patogênica Entamoeba dispar. Com auxílio de ferramentas de bioinformática, objetivou-se diferenciar Entamoeba histolytica e Entamoeba dispar por técnicasmoleculares. A análise foi realizada a partir do banco de dados da National Center for Biotechnology Information; pela pesquisa de similaridade de sequências, elegeu-se o gene da cisteína sintase. Um par de primer foi desenhado (programa Web Primer) e foi selecionada a enzima de restrição TaqI (programa Web Cutter). Após a atuação da enzima, o fragmento foi dividido em dois, um com 255 pb e outro com 554 pb, padrão característico da E. histolytica. Na ausência de corte, o fragmento apresentou o tamanho de 809 pb, referente à E. dispar.Under microscopic conditions, the invasive Entamoeba histolytica is indistinguishable from the non-pathogenic species Entamoeba dispar. In this way, the present study was carried out to determine a molecular strategy for discriminating both species by the mechanisms of bioinformatics. The gene cysteine synthetase was consideredfor such a purpose by using the resources of the National Center for Biotechnology Information data bank in the search for similarities in the gene sequence. In this way, a primer pair was designed by the Web Primer program and the restriction enzyme TaqI was selected by the Web Cutter software program. The DNA fragment had a size of 809 bpbefore cutting, which is consistent with E. dispar. The gene fragment was partitioned in a first fragment with 255 bp and a second one with 554 bp, which is similar to the genetic characteristics of E. histolytica.
- Published
- 2008
22. Importância Diagnóstica e Prognóstica da Capacidade Funcional nas Diversas Formas Evolutivas da Doença De Chagas
- Author
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Charles Mady, Fábio Fernandes, and João Marcos Barbosa-Ferreira
- Subjects
Chagas Cardiomyopathy ,Male ,Chagas disease ,Exercício ,MEDLINE ,Minieditorial ,Exercise Test/methods/métodos ,Bioinformatics ,Ventricular Function, Left ,Doença de Chagas ,Diastole ,Thromboembolism ,Tromboembolia ,Humans ,Diseases of the circulatory (Cardiovascular) system ,Medicine ,Chagas Disease ,Chagas cardiomyopathy ,Trypanosoma cruzi ,Exercise ,Trypanosoma Cruzi ,biology ,business.industry ,Artigo Original ,Exercise Test/methods ,Teste de Esforço/métodos ,Stroke Volume ,Prognosis ,medicine.disease ,biology.organism_classification ,Cardiomiopatia Chagásica ,Cross-Sectional Studies ,Heart Failure/complications ,RC666-701 ,Cardiopatia Chagasica ,Original Article ,Teste de Esforço ,Insuficiência Cardíaca/complicações ,Short Editorial ,Cardiology and Cardiovascular Medicine ,business ,Thromboembolismi - Abstract
Chagas disease leads to reduced functional capacity. However, the stage at which functional impairment is detectable remains unclear.The present study was addressed to compare the functional capacity of patients at different stages of Chagas disease and healthy individuals and to verify the determinants of peak oxygen uptake (VO2peak).In a cross-sectional study, 160 individuals were selected, 35 healthy and 125 with Chagas disease. In the Chagasic group, 61 (49%) were in the indeterminate form of the disease, 45 (36%) with Chagas cardiomyopathy (ChC) and preserved cardiac function and 19 (15%) with cardiac dysfunction and dilated ChC. The data were analyzed using univariate and multivariate regression analysis. Statistical significance was set at 5%.Patients in the indeterminate form of disease showed similar functional capacity to healthy individuals (p0.05). Patients with ChC and preserved cardiac function had lower VO2peak than patients in the indeterminate form (p0.05), but showed similar VO2peak values than dilated ChC (p=0.46). The age, male sex, NYHA functional class, diastolic blood pressure, ratio of the early diastolic transmitral flow velocity to early diastolic mitral annular velocity, left ventricular ejection fraction (LVEF) and left ventricular end-diastolic diameter were associated with functional capacity. However, only age, male sex, LVEF and NYHA functional class, remained associated with VO2peak in the final model (adjusted R2=0.60).Patients with ChC had lower functional capacity than patients in the indeterminate form. LVEF, age, male sex and NYHA functional class were determinants with VO2peak in patients with Chagas disease.A doença de Chagas leva à redução da capacidade funcional. Entretanto, o estágio em que o comprometimento funcional é detectável permanece obscuro.O presente estudo teve como objetivo comparar a capacidade funcional de pacientes em diferentes estágios da doença de Chagas e de indivíduos saudáveis e verificar os determinantes do consumo de oxigênio de pico (VO2pico).Em um estudo transversal, foram selecionados 160 indivíduos, 35 saudáveis e 125 com doença de Chagas. No grupo chagásico, 61 (49%) estavam na forma indeterminada da doença, 45 (36%) com cardiomiopatia chagásica (CC) e função cardíaca preservada e 19 (15%) com disfunção cardíaca e CC dilatada. Os dados foram analisados por meio de análise de regressão univariada e multivariada. A significância estatística foi fixada em 5%.Pacientes na forma indeterminada da doença apresentaram capacidade funcional semelhante a indivíduos saudáveis (p0,05). Pacientes com ChC e função cardíaca preservada apresentaram VO2pico menor que os pacientes na forma indeterminada (p0,05), mas apresentaram valores de VO2pico semelhantes ao ChC dilatado (p = 0,46). A idade, sexo masculino, classe funcional da NYHA, pressão arterial diastólica, razão entre a velocidade do fluxo transmitral diastólico precoce e a velocidade anular mitral diastólica precoce, a fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) e o diâmetro diastólico final do ventrículo esquerdo foram associados à capacidade funcional. Porém, apenas idade, sexo masculino, FEVE e classe funcional da NYHA permaneceram associados ao VO2pico no modelo final (R2 ajustado = 0,60).Pacientes com CC apresentam menor capacidade funcional do que pacientes na forma indeterminada. FEVE, idade, sexo masculino e classe funcional da NYHA foram determinantes do VO2pico em pacientes com doença de Chagas.
- Published
- 2021
23. Pattern recognition in biosequences using artificial immune system
- Author
-
Liberato, Luiz Paulo, Universidade Estadual Paulista (Unesp), and Zafalon, Geraldo Francisco Donegá [UNESP]
- Subjects
Reconhecimento de padrões ,Artificial immune system ,Bioinformatics ,Pattern recognition ,Bioinformática ,Sistema imunológico artificial - Abstract
Submitted by Luiz Paulo Liberato (l.liberato@unesp.br) on 2021-11-05T23:48:44Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Luiz_Paulo_Liberato.pdf: 1283138 bytes, checksum: a108efe6d3f704394c23f90defb16233 (MD5) Rejected by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: 01 - Informamos que é imprescindível que coloque a FICHA CATALOGRÁFICA, gerada pelo sistema (ficha + informações abaixo dela). Você poderá elaborar a sua ficha acessando o Sistema Gerador de Fichas Catalográficas online. https://www.ibilce.unesp.br/#!/biblioteca/servicos-oferecidos/normalizacao/ficha-catalografica/ 02 – Na FOLHA DE APROVAÇÃO não é necessário colocar orientador abaixo da natureza da pesquisa. 03 – Solicitamos que você corrija a formatação da Comissão examinadora na FOLHA DE APROVAÇÃO conforme o template: nome por extenso, titulação dos componentes da e instituições a que pertencem. Ex: Comissão examinadora Prof. Dr. Geraldo Francisco Donegá Zafalon UNESP – Câmpus de São José do Rio Preto Orientador Prof. Dr. Carlos Roberto Valêncio UNESP – Câmpus de São José do Rio Preto Prof. Dr. Henrique Dezani FATEC - São José do Rio Preto 04 – A data efetiva da defesa deve ser colocada no rodapé da FOLHA DE APROVAÇÃO: São José do Rio Preto 8 de setembro de 2021 05 - Epígrafe é uma citação, sugiro adequar à norma ABNT NBR 10520 e listar como referência. 06 - A ordem correta das páginas pré-textuais (capa, folha de rosto, ficha catalográfica, folha de aprovação, dedicatória, agradecimentos, epígrafe, resumo na língua vernácula, resumo em língua estrangeira, listas de ilustrações, de tabelas, de abreviaturas, de siglas e de símbolos e sumário), no seu arquivo as listas de ilustrações e de abreviaturas estão inseridas após o SUMÁRIO. 07 – Solicitamos retirar do SUMÁRIO a indicação de Lista de ilustrações e de abreviaturas, segundo a norma ABNT NBR 6027 os elementos pré-textuais não devem constar no sumário. 08 – No SUMÁRIO e no texto, o correto é REFERÊNCIAS e não REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 09 - A paginação deve ser sequencial, iniciando a contagem na FOLHA DE ROSTO e mostrando o número a partir da introdução, a FICHA CATALOGRÁFICA ficará após a folha de rosto, será contada caso o trabalho seja formatado em página, se for formatado como folhas não deverá ser contada, e na ficha catalográfica o número de folhas deve ser igual ao número da última folha do trabalho. Sugerimos que siga as orientações do template para as correções, na página da Biblioteca, link: https://www.ibilce.unesp.br/#!/biblioteca/servicos-oferecidos/normalizacao/estrutura-do-trabalho-academico/ Lembramos que o arquivo depositado no Repositório deve ser igual ao impresso, o rigor com o padrão da Universidade se deve ao fato de que o seu trabalho passará a ser visível mundialmente. Agradecemos a compreensão. on 2021-11-09T19:43:15Z (GMT) Submitted by Luiz Paulo Liberato (l.liberato@unesp.br) on 2021-11-10T13:46:03Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Luiz_Paulo_Liberato.pdf: 1283138 bytes, checksum: a108efe6d3f704394c23f90defb16233 (MD5) Dissertacao_Luiz_Paulo_Liberato_Corrigida.pdf: 1287817 bytes, checksum: fa7a866d8926464fa1c7538e33effb82 (MD5) Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2021-11-12T16:28:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 liberato_lp_me_sjrp.pdf: 1287576 bytes, checksum: 1fd982bcd57c7c98dd5ac2da9ee04ace (MD5) Made available in DSpace on 2021-11-12T16:28:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 liberato_lp_me_sjrp.pdf: 1287576 bytes, checksum: 1fd982bcd57c7c98dd5ac2da9ee04ace (MD5) Previous issue date: 2021-09-08 Com o avanço nos estudos genômicos foi possível entender melhor a herança genética, a síntese de proteínas e as mutações que ocorrem nos seres vivos. Com o aumento na capacidade de sequenciamento do ADN (Ácido desoxirribonucleico), e seu armazenamento, torna-se possível estudos biológicos avançados. O crescimento dos dados agrega massa de conhecimento para profissionais da área de genética, no entanto, o processamento passa a ser dispendioso quando utilizados métodos determinísticos. Para garantir tempo hábil e maior precisão no processo de reconhecimento de padrões utiliza-se de métodos heurísticos, dado que métodos determinísticos inviabilizam a execução de grandes volumes de dados. Métodos heurísticos possuem a característica de buscar a melhor solução possível dentro do espaço de busca que é explorado. Dentre as heurísticas conhecidas tem-se o Sistema Imunológico Artificial (SIA) que se enquadra na categoria de métodos bioinspirados que simulam um comportamento biológico. No presente trabalho desenvolveu-se a implementação do CLONALG (Algoritmo de Seleção Clonal) da abordagem do SIA com o MMO (Modelo de Markov Oculto) como função de afinidade, afim de obter padrões estocásticos que representem informações genéticas com relevância biológica e um tempo computacional aceitável. Como resultado foi obtido um valor 50% mais relevante em termos de tempo de execução, quando comparado ao CLONALG com a função de afinidade de Hamming. Por se tratar de uma abordagem estocástica é possível armazenar os padrões com maior afinidade para processamentos futuros, e ajustes nos parâmetros do algoritmo podem ser feitos para melhorar ainda mais a qualidade dos padrões encontrados. Finalmente, também validou-se que o CLONALG com a implementação MMO foi capaz de reconhecer os mesmos padrões quando comparado a ferramentas similares. With the advance on genomics studies was possible to know better the genetic inheritance, protein synthesis and mutations that occurs in living beings. With the increase in the DNA sequencing capacity (Deoxyribonucleic acid), and its storage, advanced biological studies are possible. The growth of data adds mass of knowledge for professionals in the field of genetics, however, processing becomes expensive when using deterministic methods. To ensure timely and greater precision in the pattern recognition process, heuristic methods are used, since deterministic methods make it impossible to execute large volumes of data. Heuristic methods have the characteristic of seeking the best possible solution within the search space that is explored. Among the known heuristics is the Artificial Immune System (AIS), which falls under the category of bioinspired methods that simulate biological behavior. In this work, the CLONALG (Clonal Selection Algorithm) of the AIS approach was implemented with HMM (Hidden Markov Model) as an affinity function, in order to obtain stochastic patterns with biological relevance and an acceptable computational time. As a result, a 50% more relevant value was obtained in terms of execution time, when compared to CLONALG with the Hamming affinity function. As this is a stochastic approach, it is possible to store the patterns with greater affinity for future processing, adjustments in the algorithm parameters can be made to further improve the quality of the patterns found. Finally, it was also validated that CLONALG with the HMM implementation was able to recognize the same patterns when compared to similar tools.
- Published
- 2021
24. Integration of Ontologies: the domain of Bioinformatics - DOI: 10.3395/reciis.v1i1.32en
- Author
-
Maria Luiza de Almeida Campos
- Subjects
Ontology integration ,domain ontology ,bioinformatics ,theoretical base and methodology in ontology ,language compatibility and integration ,Communication. Mass media ,P87-96 ,Public aspects of medicine ,RA1-1270 - Abstract
The growth in the use of distributed architectures, especially in the Web context, has contributed to make it possible to use previously isolated information in an integrated way. Ontologies play a fundamental role in this integration, facilitating the semantic interoperability of heterogeneous distributed systems. This article is an output of the research project entitled “Integrating Ontologies: the domain of Bioinformatics and the problem of terminological compatibility” which aims to develop guidelines which allow the development, use and integration of ontologies employed in the description and retrieval of Bioinformatics resources and services.
- Published
- 2007
25. O que pensam os docentes sobre o uso da bioinformática no ensino de biologia
- Author
-
de Oliveira Moraes, Isabelle, Fernandes Tavares Cezar-de-Mello, Paula, and Colégio Pedro II
- Subjects
Bioinformática ,Ensino de Biologia ,Formação de professores ,Bioinformatics ,Biology Teaching ,Teacher training ,+Educação+>+Ensino-Aprendizagem%22">Ciências Humanas > Educação > Ensino-Aprendizagem - Abstract
Pointed as an innovative didactic resource for Biology Teaching, Bioinformatics enables the interpretation of genomic and proteomic data with the aid of computing. This resource, as a didactic tool, is little widespread in Brazilian Basic Education when compared to the most developed countries. To understand the panorama about the use of Bioinformatics as a methodological resource in Biology Teaching, we carried out an exploratory research through data collection. The survey consisted of the application of a questionnaire for graduated (N=59) and undergraduates (N=17) of Biological Sciences. The answers were analyzed quantitatively and qualitatively through Thematic Analysis. It was found that 56% of respondents defined Bioinformatics satisfactorily; which was correlated with the year of training of teachers. The potential of Bioinformatics in Basic Education was associated, from the perspective of teachers, with the possibility of contextualizing abstract themes to digital native students, the dissemination of the area and the possibility of interdisciplinarity. Regarding the limitations regarding its use, the lack of experience/knowledge of the professors, the curricular plastering and the lack of infrastructure were pointed out. The results indicate that, despite recognizing the potential of Bioinformatics as a didactic resource, teachers do not have adequate training for its use, and it is necessary to offer them training for this type of tool, which would demand a closer relationship between the university and Basic Education. Apontada como um recurso didático inovador para o Ensino de Biologia, a Bioinformática possibilita a interpretação de dados genômicos e proteômicos com o auxílio da computação. Esse recurso, enquanto ferramenta didática, é pouco difundido no Ensino Básico brasileiro quando comparado aos países mais desenvolvidos. Para compreender o panorama acerca do emprego da Bioinformática enquanto um recurso metodológico no Ensino de Biologia, realizamos uma pesquisa exploratória através do levantamento de dados. O survey consistiu na aplicação de um questionário para licenciados (N=59) e licenciandos (N=17) de Ciências Biológicas. As respostas foram analisadas de forma quantitativa e qualitativa, por meio da Análise Temática. Verificou-se que 56% dos respondentes definiram a Bioinformática satisfatoriamente; o que se correlacionou com o ano de formação dos docentes. A potencialidade da Bioinformática no Ensino Básico associou-se, na perspectiva dos docentes, à possibilidade de contextualização de temas abstratos aos estudantes nativos digitais, à divulgação da área e à possibilidade de interdisciplinaridade. Com relação às limitações quanto ao seu uso, foram apontados a falta de experiência/conhecimento dos docentes, o engessamento curricular e a carência de infraestrutura. Os resultados indicam que, apesar de reconhecerem as potencialidades da Bioinformática enquanto recurso didático, os professores não apresentam a formação adequada para a sua utilização, sendo necessária a oferta de treinamentos para este tipo de ferramenta, o que demandaria uma maior aproximação entre a universidade e a Educação Básica.
- Published
- 2021
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26. P-valor e dimensão do efeito em estudos clínicos e experimentais
- Author
-
Hélio Amante Miot, Anna Carolina Miola, and Universidade Estadual Paulista (Unesp)
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Text mining ,RD1-811 ,business.industry ,RC666-701 ,MEDLINE ,Diseases of the circulatory (Cardiovascular) system ,Medicine ,Surgery ,Cardiology and Cardiovascular Medicine ,business ,Bioinformatics - Abstract
Made available in DSpace on 2021-07-14T10:49:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2021-07-05. Added 1 bitstream(s) on 2021-07-14T11:38:52Z : No. of bitstreams: 1 S1677-54492021000100203.pdf: 896978 bytes, checksum: fde01be36b8b686ba4ea8fba98b0ab07 (MD5) Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Medicina Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Medicina
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- 2021
27. Ainda Procurando Entender o Papel do Ácido Úrico em Doenças Cardiovasculares
- Author
-
Gilson Soares Feitosa
- Subjects
Fatores de Risco ,Doenças Cardiovasculares ,MEDLINE ,Bioinformatics ,Endotélio ,chemistry.chemical_compound ,Risk Factors ,Ácido Úrico ,Medicine ,Diseases of the circulatory (Cardiovascular) system ,Hyperuricemia ,Obesity ,Endothelium ,Hyperurisemia ,Hiperuricemia ,business.industry ,Estresse Oxidativo ,medicine.disease ,Uric Acid ,Oxidative Stress ,chemistry ,Obesidade ,Cardiovascular Diseases ,RC666-701 ,Uric acid ,Cardiology and Cardiovascular Medicine ,business - Published
- 2021
28. Conflito de interpretação e desequilíbrio de ligação em variantes en-contradas nos genes BRCA1 e BRCA2
- Author
-
Grosso, Caio Agostini Calheiros Grosso, Moreira , Tiago Cesar Gouvêa, and Agostinho, Luciana de Andrade
- Subjects
bioinformática ,BRCA1 e BRCA2 ,bioinformatics ,desequilíbrio de ligação ,BRCA1 and BRCA2 ,linkage disequilibrium - Abstract
The aim of this study was to analyze BRCA1 and BRCA2 genetic variants, in order to compare in silico predictions by different tools. In addition, we investigated the disequilibrium of linkage (DL) in the genetic variants observed in the patients with cancer. ClinVar, SIFT, PolyPhen2, VEP, PROVEAN and Fathmm-MKL were performed for in silico analysis. The investigation of the disequilibrium of linkage was performed with Linkage Disequilibrium Calculator software. We observed 60 different variants and the most common was T>C variant. The programs SIFT, PolyPhen2 and PROVEAN showed similarities in the degree of pathogenicity performed. VEP, Fathmm-MKL and ClinVar predicted the majority of variants analyzed. Sixteen genetic variants, manual selected, were analyzed as DL and 33 disequilibrium of linkage were confirmed in pairs, then, were joined in 5 groups. Genetic variants observed in our sample are usually observed in others populations as in South America, in South Asia and East Asia, Africa, and Europe. Correct association of phenotype/genotype and epidemiological information can provide important epidemiological information, such as prognostic and treatment aspects, seeking a better quality of life understanding of diseases and genetic evolution factors associated., Este estudo teve como objetivo analisar variantes encontradas nos genes BRCA1 e BRCA2 com intuito de comparar as diferentes predições in silico de ferramentas distintas, além de investigar variantes candidatas à desequilíbrio de ligação (LD). Para as análises in silico foram utilizados os programas ClinVar, SIFT, PolyPhen2, VEP, PROVEAN e Fathmm-MKL. A investigação da LD foi feita pelo programa Linkage Disequilibrium Calculator. Observou-se 60 variantes distintas, predominando as trocas nucleotídicas de T>C. Os programas SIFT, PolyPhen2 e PROVEAN apresentaram semelhanças quanto ao grau de patogenicidade determinado em cada variante. O VEP, o Fathmm-MKL e o ClinVar apresentaram resultado de predição para maior parte das variantes analisadas. A partir das 16 variantes com suspeita de LD, selecionadas manualmente, foram confirmadas 33 LD quando analisadas aos pares. A combinação das variantes em LD resultou na categorização de 5 grupos. As variantes genéticas observadas em nossa amostra são encontradas com maior frequência na América, Sul da Ásia e Leste Asiático, na África e na Europa. A associação do fenótipo do paciente com seu genótipo e as informações epidemiológicas das variantes encontradas no câncer, assim como informações sobre o prognóstico e tratamento associados, podem proporcionar melhor qualidade de vida, entendimento das doenças e de fatores evolutivos associados.
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- 2021
29. Protein structure prediction using CReF method with contact information
- Author
-
Marques, Flavielle Blanco, Bordini, Rafael Heitor, and Bachega, Jos? Fernando Ruggiero
- Subjects
Contato ,Bioinform?tica ,Bioinformatics ,TEORIA DA COMPUTACAO [CIENCIA DA COMPUTACAO] ,Contact ,Protein Structure Prediction ,Predi??o de Estruturas de Prote?nas - Abstract
O modo como uma prote?na se enovela ? um problema de r?pida solu??o na natureza. Entretanto, mapear todas as possibilidades conformacionais que uma sequ?ncia de res?duos de amino?cidos pode assumir n?o ? uma tarefa trivial. Desta maneira, o problema da predi??o de estrutura apresenta diferentes m?todos computacionais e solu??es aproximadas. Entre esses, o CReF (Central Residue Fragment-based method). Nos ?ltimos anos, abordagens que utilizam informa??es de contato entre res?duos apresentaram resultados promissores para a predi??o da estrutura 3D. Assim, nesta disserta??o, a incorpora??o das informa??es de contato ao m?todo CReF foi realizada. Para tanto, altera??es funcionais e metodol?gicas foram necess?rias. Adicionalmente, quest?es relacionadas ? avalia??o e a amostragem das conforma??es foram cruciais para que as informa??es de contatos pudessem ser utilizadas. Para o primeiro, um modelo de RMSDpredito baseado em um potencial at?mico dependente de dist?ncia, contatos de curto, m?dio e longo alcance foi desenvolvido. Para o segundo, um m?dulo de simula??o molecular baseado em simulated annealing foi acoplado. Ademais, uma fun??o baseada nos mesmos termos do modelo de predi??o de RMSD foi proposta com o objetivo de mimetizar uma fun??o de energia. Um conjunto de prote?nas foi avaliado, o qual mostrou que ao se ter as informa??es de contato, ? poss?vel chegar em conforma??es de baixa energia e baixo RMSD. Assim, apresentamos uma nova vers?o para o m?todo CReF com informa??es de contato, uma fun??o para calcular a energia do sistema e um m?todo de simula??o molecular. Protein folding is a problem with a quick solution in nature. However, look for all conformations that a sequence of amino acid residues can assume is not a trivial task. In this way, several predictors are trying to create solutions for protein structure prediction. One of these is the CReF (Central Residue Fragment-based method). In the last years, approaches using the inter-residue contact information had promissory results to protein structure prediction. Thus, we incorporated contact information into the CReF method. However, functionals and methodological changes were necessary. Questions about conformation evaluation and sampling were central to contact information uses were effective. In the first, we created na RMSDpredict model. It uses distance-dependent atomic potential and short, medium, and long-range inter-residue contacts. In the second, a molecular simulation module based on simulated annealing was coupling. Additionally, we proposed a function based on the same terms in the model. It behaves such as function energy. Furthermore, we simulated and evaluated a protein sample. If the inter-residue contact information is available, it is possible to find protein conformations with low energy and RMSD. Hence, we created a CReF new version with contact information, a function to calculate the energy system, and a simulation method. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq
- Published
- 2021
30. Animal models for inducing inflammatory bowel diseases: integrative review
- Author
-
Claudio Bruno Silva de Oliveira, Nadja Maria da Costa Melo, Daniel Melo de Oliveira Campos, Marília Virgo Silva Almeida, and J. I. N. Oliveira
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modelos animais de doenças ,Chemical models ,colite ulcerativa ,Inflammation ,Disease ,Bioinformatics ,inflammatory bowel diseases ,Pathogenesis ,03 medical and health sciences ,0302 clinical medicine ,animal disease models ,Intestinal inflammation ,medicine ,Colitis ,General Environmental Science ,ulcerative colitis ,lcsh:RT1-120 ,lcsh:R5-920 ,lcsh:Nursing ,business.industry ,Inflammatory Bowel Diseases ,medicine.disease ,Pathophysiology ,doenças inflamatórias intestinais ,030220 oncology & carcinogenesis ,General Earth and Planetary Sciences ,030211 gastroenterology & hepatology ,medicine.symptom ,lcsh:Medicine (General) ,business - Abstract
Objective: To identify and describe comparativelythe chemical models of the induction of inflammatory bowel diseases (IBD) in rodents most used and that best mimic the pathogenesis in humans.Methods: Based on an integrative review in the MEDLINE and LILACS databases, it was investigated which experimental induction models were most cited in articles published from 2004 to 2020, with the descriptors "Colitis/CI", "Colitis model ulcerative" and "Intestinal inflammation model."All empirical articles that addressed one or more inflammation models in rats or mice were included.Results: 239 articles were identified; of these, only ten empirical articles were selected.The most used models were colitis induced by TNBS acid, DSS, and colitis induced by acetic acid (AA).Conclusion: It was possible to identify the most used models to promote the induction of intestinal inflammation in rats, and both models proved to be effective according to the limitations observed in the models described, suggesting the need for new works that use more well-defined protocols and that more fully represent the pathophysiological complexity of the disease. Objetivo: Identificar e descrever de forma comparativa os modelos químicos de indução das doenças inflamatórias intestinais (DII) em roedores mais utilizados e que melhor mimetizam a patogênese em humanos. Métodos: a partir de uma revisão integrativa nas bases de dados MEDLINE e LILACS, investigou-se quais os modelos de indução experimental mais citados nos artigos publicados no período de 2004 a 2020, com os descritores “Colite/CI", “Modelo de colite ulcerativa” e “Modelo de inflamação intestinal”. Foram incluídos todos os artigos empíricos que abordassem um ou mais modelos de inflamação em ratos ou camundongos. Resultados: 239 artigos foram identificados; destes, somente dez artigos empíricos foram selecionados. Os modelos mais utilizados foram o de colite induzida por ácido TNBS, por DSS e colite induzida por ácido acético (AA). Conclusão: Foi possivel identificar os modelos mais utilizados para promover a indução da inflamação intestinal em ratos e ambos os modelos se mostraram eficazes de acordo com seu protocolo de indução. Ficaram claras as limitações observadas nos modelos já descritos, sugerindo a necessidade de novos trabalhos que utilizem protocolos mais bem definidos e que representem de forma mais integral a complexidade fisiopatológica da doença.
- Published
- 2021
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31. Banco de Dados de DNA na Área Forense – Uma Realidade Brasileira
- Author
-
Érica Camelo Viana Lopes, Vanessa Duarte Costa, and Rejane da Silva Sena Barcelos
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Bioinformatics ,Bioinformática ,Database ,Bancos de dados ,Genetic profiles ,Perfis genéticos ,Law ,Medicine - Abstract
Com o progresso da bioinformática tornou-se possível a criação de bancos de dados de DNA na área forense auxiliando nas investigações criminais. O Brasil, assim como outros países, aderiu a essa metodologia que permite o armazenamento de perfis genéticos de amostras referências para posterior comparação com amostras questionadas. No país, o banco de dados de perfis genéticos está sendo implementado com base na Lei no 12.654/12 a qual prevê a coleta, por técnica adequada e indolor, de material biológico o qual se extrairá o perfil genético para comparação molecular. A lei objetiva implantar, no Brasil, um banco de dados genético contendo informações sigilosas necessárias para facilitar a identificação do criminoso condenado por crimes hediondos (Lei 8072/1990, Art.1o). A base de dados desenvolvida pelo FBI, denominada CODIS, possui a capacidade de compartilhar e comparar os perfis, além de descriminar pessoas falsamente acusadas. Com a implantação desse sistema torna-se possível o fortalecimento do inquérito policial através de uma ferramenta investigativa útil indicando, com precisão, a autoria dos delitos criminais.
- Published
- 2013
32. ANÁLISE FILOGENÉTICA SISTEMATIZADA DE SEQUÊNCIAS GÊNICAS DE COMPOSTOS ANTIOXIDANTES ENCONTRADOS EM ESPÉCIES VEGETAIS.
- Author
-
Preto Malaman, Ana Carolina and Fluminhan Jr., Antonio
- Abstract
This research aimed to analyze the degree of similarity found in gene sequences for enzymatic antioxidants superoxide dismutase and peroxidase, as well as gene sequences for non-enzymatic compounds: ascorbic acid and lycopene, found in different plant species. Nucleotide sequences available in genomic databases: NCBI (USA) EBI (European) and DDBJ (Japan) were identified and analyzed with the BLAST, ClustalW2, ClustalW2 Phylogeny and MAFFT tools, in order to evaluate the degree of similarity between them and to produce dendrograms specific for each gene. The results showed that the gene sequences for lycopene and superoxide dismutase showed greater consistency when compared with the consensus taxonomic classification than the gene sequences for peroxidase and ascorbic acid. This research can contribute to advanced study of phylogenetic relationships among plant species, as well as to a better understanding of the molecular evolution of the evaluated genes. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2015
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33. In silico analysis for identification of tick phagotopes selected by phage-displayed libraries Análises in sílico na identificação de fagotopos de carrapatos selecionados por bibliotecas de phage display
- Author
-
Carlos Roberto Prudencio, Rafael Nascimento, Moacir Marchiori Filho, Andrea de Oliveira Marques Marra, Guilherme Rocha Lino de Souza, Juliana Franco Almeida, Rone Cardoso, Matias Pablo Juan Szabó, and Luiz Ricardo Goulart
- Subjects
bioinformática ,fagotopos ,phage display ,carrapatos ,vacinas ,bioinformatics ,phagotopes ,tick ,vaccines ,Animal culture ,SF1-1100 - Abstract
Phage display techniques have been widely employed to map epitope structures which have served as the basis for developing molecular vaccines. We have applied this technique to map specific epitopes of Rhipicephalus (Boophilus) microplus. In the present study, we have identified the potential immunogens using a process in which the selected phage clones were analyzed through bioinformatics, prior to final field tests. The present study demonstrates the feasibility of identifying important R. (B.) microplus phagotopes for vaccine development through screening of phage-displayed random peptide libraries and bioinformatics tools.Técnicas de phage display têm sido amplamente empregadas para o mapeamento de epítopos os quais tem servido como base para o desenvolvimento de vacinas moleculares. Esta técnica foi aplicada no mapeamento de epítopos do Rhipicephalus (Boophilus) microplus. Neste estudo, potenciais imunógenos foram identificados pela adoção de um processo em que os clones de fagos foram analisados por bioinformática, previamente à realização dos testes. Os resultados demonstraram a possibilidade da identificação de importantes mimetopos do R. (B.) microplus para o desenvolvimento de vacinas através da seleção de bibliotecas de phage display associada à análise de bioinformática.
- Published
- 2009
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34. Novas perspectivas dos microRNAs e vias metabólicas em espécies de tomate e Schistosoma haematobium
- Author
-
Thaís Cunha de Sousa Cardoso, Gomes, Matheus de Souza, Chalfun Junior, Antônio, Barbosa, Aulus Estevão Anjos de Deus, Morais, Enyara Rezenda, and Cota, Renata Guerra de Sá
- Subjects
Genetics ,Schistosoma haematobium ,Bioinformatics tools ,biology ,Bioinformatics ,Small RNAs ,Acylsugar ,Trichomes ,biology.organism_classification ,Genética ,Trichome ,Resistance to pests ,Tomato ,Solanum pennellii ,Metabolic pathway ,Human parasite ,Neglected diseases ,Solanum lycopersicum ,Allelochemicals ,microRNA ,miRNAs ,CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOLOGIA MOLECULAR [CNPQ] - Abstract
CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais A família Solanaceae é uma das maiores famílias do reino vegetal, incluindo várias plantas de importância agronômica e médica, sobretudo o tomate, por seu alto consumo a nível mundial. Além de sua importância como alimento, o tomate possui características agronômicas interessantes, a saber, fruto carnoso e folhas compostas, que plantas modelo não possuem, ex. Arabidopsis thaliana. Nesse sentido, o tomate comum (Solanum lycopersicum) tem sido utilizado como modelo para espécies que também apresentam tais características. Devido às características específicas e às condições de cultivo, as variedades de tomate são constantemente melhoradas. No entanto, essa cultura é suscetível a diversas pragas e patógenos. Para auxiliar no controle dessas doenças, a maioria dos produtores opta pelo uso de agentes químicos que, muitas vezes, são caros, às vezes ineficazes e têm efeitos deletérios ao meio ambiente. Uma alternativa para esses problemas é cruzar o tomate cultivado com espécies silvestres. São várias as espécies conhecidas de tomate selvagem, constituídas por recursos genéticos pouco explorados e de grande importância para o melhoramento, pesquisa e desenvolvimento da cultura, como o Solanum pennellii, Solanum galapagense, Solanum chilense, Solanum peruvianum e Solanum pimpinellifolium. Algumas espécies de tomate selvagem têm sido amplamente utilizadas para a construção e mapeamento de populações devido a sua tolerância ao estresse ambiental. Nesse sentido, um melhor entendimento da base molecular do tomate é necessário para se atingir a eficiência e o sucesso na seleção de marcadores associados às características de interesse, como a tolerância biótica e abiótica. Da mesma forma que é importante obter um maior conhecimento sobre as bases moleculares de muitas espécies de plantas, alguns animais, parasitas, bactérias e vírus também necessitam de estudos moleculares para auxiliarem no controle de doenças que acometem os serem humanos. Neste sentido, a esquistossomose humana é uma doença parasitária causada por helmintos do gênero Schistosoma que afeta milhões de pessoas em todo o mundo. Cinco espécies de Schistosoma são responsáveis pela maioria das infecções humanas: Schistosoma mansoni, Schistosoma japonicum, Schistosoma haematobium, Schistosoma mekongi e Schistosoma intercalatum. O S. haematobium afeta o sistema reprodutivo e urinário e tem sido considerado um grande problema de saúde pública na África. A disseminação da doença é dependente da interação entre o parasita e o hospedeiro intermediário. Esta interação é complexa e determinada por alguns genes envolvidos na infectividade do parasita e suscetibilidade do hospedeiro. Portanto, compreender os mecanismos de regulação gênica é extremamente importante para compreender as interações parasita-hospedeiro e quais genes podem contribuir para a infecção. O progresso atual no sequenciamento do genoma de plantas e animais tem gerado informações úteis para auxiliar no estudo da diversidade genética de muitas espécies. Nos anos 2000 foram sequenciados os genomas de S. galapagense, S. peruvianum, S. haematobium, S. lycopersicum, S. pennellii, S. pimpinellifolium e S. chilense. A interpretação dos genomas do esquistossomo melhorou nosso entendimento da biologia molecular desses parasitas, permitindo a identificação e caracterização de genes ainda não descobertos. A disponibilidade de um genoma de referência de tomate forneceu um arcabouço para a análise genômica da família Solanaceae, gerando uma fonte de informações importantes para seu melhoramento molecular. Além disso, o sequenciamento de genomas de espécies selvagens de tomate forneceu um recurso valioso para a compreensão de várias características proeminentes, como mudanças na resposta ao déficit hídrico, resistência biótica e abiótica e metabolismo. Entretanto, várias partes desses genomas precisam ser exaustivamente estudadas e anotadas, uma vez que o sequenciamento do genoma e o depósito das sequências em bancos de dados públicos são apenas os passos iniciais do estudo. Estudos recentes têm mostrado a importância da regulação gênica envolvendo várias classes de pequenos RNAs, seu sistema de processamento e desempenho celular em diferentes organismos. Os principais representantes dessa classe de pequenos RNAs são os microRNAs (miRNAs), cujas formas de regulação podem envolver a inibição do processo de tradução, degradação de RNAm ou silenciamento de genes, seja por complementaridade de alvos ou por sinalização de modificações no DNA em regiões específicas do genoma. Diferentes proteínas atuam para gerar miRNAs maduros específicos para a regulação pós-transcricional. Em plantas e animais estas vias de síntese dos miRNAs possuem algumas diferenças. Estratégias computacionais têm sido usadas para identificar miRNAs e proteínas envolvidas em suas vias em vários organismos. Os métodos computacionais são amplamente utilizados na identificação de genes, uma vez que alguns transcritos são expressos apenas sob certas condições ou em células específicas. Assim, as técnicas computacionais auxiliam no processo de descoberta de novos miRNAs, utilizando todas as informações contidas no genoma e/ou no transcriptoma independentemente da amostragem. Além disso, tais métodos são úteis para a previsão de precursores de miRNA e seus alvos. Diante da importância de tais RNAs não codificantes na regulação da expressão gênica, é importante estudarmos miRNAs maduros e precursores, bem como os genes envolvidos na via de miRNA nestas espécies de tomate cultivado e selvagens para auxiliar na elucidação de processos biológicos, bem como seus desempenhos no nível celular. Também em S. haematobium, o conhecimento destas pequenas moléculas e sua via de processamento pode ajudar a entender o ciclo de vida desse parasita, seu mecanismo de infectividade e na busca de novos métodos de controle da esquistossomose. Além da via de produção dos miRNAs, outras vias de defesa são importantes em algumas plantas. Diferentes aleloquímicos presentes em espécies de Solanum têm sido associados à resistência a pragas, como metil-cetonas, sesquiterpenos e acilaçúcares. A seleção para altos teores destes aleloquímicos poderia, desta maneira, constituir-se uma técnica eficiente de seleção indireta para resistência a pragas. Esses fitoquímicos purificados podem agir contra as pragas reduzindo o desenvolvimento larval, prejudicando a alimentação e a ovoposição de muitas pragas do tomate. Tendo em vista a grande importância do tomate e a alta taxa de aplicação de agrotóxicos na cultura, um maior conhecimento sobre as bases moleculares do tomate faz-se necessário na seleção de marcadores associados a características importantes em resposta ao estresse biótico e abiótico. Portanto, compreender os miRNAs, sua via de processamento e os genes relacionados com a produção de metabólitos poderá auxiliar na compreensão do seu envolvimento na resistência a artrópodes, principalmente pela produção de acilaçúcar e a regulação pós transcricional mediada pelos miRNAs. Tendo em vista essas questões, o Capítulo I apresentará a fundamentação teórica sobre os miRNAs, acilaçucares e suas vias, além da importância de estudar estas moléculas em S. lycopersicum, S. pennellii, S. galapagense, S. chilense, S. peruvianum, S. pimpinellifolium e S. haematobium. No Capítulo II serão expostos os artigos publicados e submetidos referente às pesquisas realizadas durante o doutorado. O tomate cultivado, Solanum lycopersicum, é uma das frutas mais comuns na indústria global de alimentos e, junto com o tomate selvagem Solanum pennellii, são espécies amplamente utilizadas no desenvolvimento de melhores cultivares. Os microRNAs atuam na regulação do mRNA, inibindo sua tradução e / ou promovendo sua degradação. ARGONAUTA e DICER são importantes proteínas envolvidas nesses processos. Este estudo teve como objetivo identificar e caracterizar genes envolvidos nas vias de processamento de miRNAs, moléculas de miRNAs e genes-alvo no genoma de ambas as espécies por meio de análise in silico. Também validamos a expressão de genes e miRNAs em diferentes bibliotecas de NGS, além de validar alguns miRNAs usando RT-PCR quantitativa. Identificamos 70 proteínas em S. lycopersicum e 108 em S. pennellii envolvidas no processamento de pequenos RNAs. Destes, 28 e 32 participam de vias de processamento de miRNA, respectivamente. Identificamos 343 miRNAs maduros, 226 pré-miRNAs em 87 famílias, incluindo 192 miRNAs não identificados anteriormente, pertencentes a 38 novas famílias em S. lycopersicum. Em S. pennellii, encontramos 388 miRNAs maduros, 234 pré-miRNAs contidos em 85 famílias. Todos os miRNAs encontrados em S. pennellii não foram publicados, sendo identificados pela primeira vez em nosso estudo. Além disso, identificamos 2.471 e 3.462 miRNA diferentes alvos em S. lycopersicum e S. pennellii, respectivamente. Genes-chave controlam a infectividade do Schistosoma haematobium causando esquistossomose. Um método para entender a regulação desses genes pode auxiliar no desenvolvimento de novas estratégias de controle da esquistossomose, como o silenciamento mediado por microRNAs (miRNAs). Os miRNAs têm sido estudados em espécies de esquistossomos e desempenham papéis importantes na regulação pós-transcricional de genes e nas interações parasita-hospedeiro. No entanto, a identificação e caracterização em todo o genoma de novos miRNAs e seus genes de vias e sua expressão gênica não foram explorados profundamente no genoma e no transcriptoma de S. haematobium. Neste sentido, este estudo teve como objetivo identificar e caracterizar miRNAs maduros, precursores e seus genes de vias no genoma de S. haematobium. Predição computacional e caracterização de miRNAs e genes envolvidos na via de miRNA do genoma de S. haematobium no SchistoDB. A análise de domínio conservado foi realizada usando os bancos de dados PFAM e CDD. Um algoritmo robusto foi aplicado para identificar miRNAs maduros e seus precursores. A caracterização dos miRNAs precursores foi realizada utilizando scripts RNAfold, RNAalifold e Perl. Identificamos e caracterizamos 14 proteínas envolvidas na via de miRNA, incluindo ARGONAUTE e DICER em S. haematobium. Além disso, 149 miRNAs maduros e 131 miRNAs precursores foram identificados no genoma, incluindo novos miRNAs. A via de miRNA ocorre em S. haematobium, incluindo miRNAs endógenos e componentes da via de miRNA, sugerindo um papel deste tipo de RNAs não codificantes na regulação gênica do parasita. Os resultados encontrados neste trabalho abrirão um novo caminho para o estudo de miRNAs na biologia de S. haematobium, auxiliando no entendimento do mecanismo de silenciamento gênico do parasita humano Esquistossomo. Os acilaçucares são aleloquímicos secretados por tricomas do tipo IV nas folhas e têm sido associados à resistência a artrópodes-praga em espécies de Solanaceae. Neste estudo, os genes putativos envolvidos no metabolismo de acilaçucar foram identificados, caracterizados e validados em tomate cultivado, Solanum lycopersicum, e em tomate selvagem, Solanum pennellii. Oitenta e sete genes foram identificados em S. lycopersicum e 77 em S. pennellii envolvidos na via de acilaçucar, incluindo as proteínas-chave desidrogenase cetoácido de cadeia ramificada E2 (BCKD E2), 2-isopropilmalato sintase A (IPMSA) e treonina desaminase / desidratase (TD). As proteínas putativas do tomate exibiram conservação usando distribuição de domínio conservado e sítio ativo em comparação com proteínas ortólogas da via de acilaçucar. A análise filogenética das proteínas putativas BCKD E2, IPMSA e TD mostrou que todas as prováveis proteínas do tomate se agruparam com seus ortólogos das espécies de Solanaceae, corroborando com a distribuição da árvore da vida. Os transcritos BCKD E2 e IPMSA de S. pennellii apresentaram maior expressão gênica em relação aos transcritos de S. lycopersicum, sugerindo que a via do acilaçúcar é mais ativa em tomate selvagem do que em cultivado, corroborando com a literatura. Dado o importante papel dos aleloquímicos produzidos em Solanaceae, os resultados contribuem para uma melhor compreensão dos acilaçucares e suas vias de processamento e abrem oportunidades para estudar sua relação com a resistência biótica nessas importantes espécies e outras espécies de Solanaceae. The Solanaceae family is one of the largest families in the plant kingdom, including several plants of agronomic and medical importance, especially tomatoes, due to their high consumption worldwide. In addition to its importance as a food, tomatoes have interesting agronomic characteristics, namely, fleshy fruit and compound leaves, which model plants do not have, eg. Arabidopsis thaliana. In this sense, the common tomato (Solanum lycopersicum) has been used as a model for species that also have such characteristics. Due to their specific characteristics and growing conditions, tomato varieties are constantly being improved. However, this crop is susceptible to several pests and pathogens. To help control these diseases, most producers choose to use chemical agents, which are often expensive, sometimes ineffective and have harmful effects on the environment. An alternative to these problems is to cross the cultivated tomato with wild species. There are several known species of wild tomatoes, constituted by little explored genetic resources and of great importance for the improvement, research and development of the culture, such as Solanum pennellii, Solanum galapagense, Solanum chilense, Solanum peruvianum and Solanum pimpinellifolium. Some species of wild tomatoes have been widely used for the construction and mapping of populations due to their tolerance to environmental stress. In this sense, a better understanding of the molecular basis of tomatoes is necessary to achieve efficiency and success in the selection of markers associated with the characteristics of interest, such as biotic and abiotic tolerance. In the same way that it is important to obtain a greater knowledge about the molecular bases of many species of plants, some animals, parasites, bacteria and viruses also need molecular studies to assist in the control of diseases that affect humans. In this sense, human schistosomiasis is a parasitic disease caused by helminths of the genus Schistosoma that affects millions of people worldwide. Five species of Schistosoma are responsible for the majority of human infections: Schistosoma mansoni, Schistosoma japonicum, Schistosoma haematobium, Schistosoma mekongi and Schistosoma intercalatum. S. haematobium affects the reproductive and urinary systems and has been considered a major public health problem in Africa. The spread of the disease is dependent on the interaction between the parasite and the intermediate host. This interaction is complex and determined by some genes involved in the parasite's infectivity and host susceptibility. Therefore, understanding the mechanisms of gene regulation is extremely important to understand the parasite-host interactions and which genes can contribute to the infection. Current progress in sequencing the genome of plants and animals has generated useful information to assist in the study of the genetic diversity of many species. In the 2000s, the genomes of S. galapagense, S. peruvianum, S. haematobium, S. lycopersicum, S. pennellii, S. pimpinellifolium and S. chilense were sequenced. The interpretation of schistosome genomes has improved our understanding of the molecular biology of these parasites, allowing the identification and characterization of genes not yet discovered. The availability of a tomato reference genome provided a framework for the genomic analysis of the Solanaceae family, generating a source of important information for its molecular improvement. In addition, the sequencing of genomes of wild tomato species has provided a valuable resource for understanding several prominent characteristics, such as changes in response to water deficit, biotic and abiotic resistance and metabolism. However, several parts of these genomes need to be thoroughly studied and annotated, since sequencing the genome and depositing the sequences in public databases are only the initial steps of the study. Recent studies have shown the importance of gene regulation involving several classes of small RNAs, their processing system and cell performance in different organisms. The main representatives of this class of small RNAs are microRNAs (miRNAs), whose forms of regulation may involve inhibiting the translation process, mRNA degradation or gene silencing, either by target complementarity or by signaling changes in DNA in regions specific to the genome. Different proteins act to generate mature miRNAs specific for post-transcriptional regulation. In plants and animals, these miRNA synthesis pathways have some differences. Computational strategies have been used to identify miRNAs and proteins involved in their pathways in various organisms. Computational methods are widely used to identify genes, since some transcripts are expressed only under certain conditions or in specific cells. Thus, computational techniques assist in the process of discovering new miRNAs, using all the information contained in the genome and / or the transcriptome regardless of the sample. In addition, such methods are useful for predicting miRNA precursors and their targets. Given the importance of such non-coding RNAs in the regulation of gene expression, it is important to study mature miRNAs and precursors, as well as the genes involved in the miRNA pathway in these species of cultivated and wild tomatoes to assist in the elucidation of biological processes, as well as their performances at the cellular level. Also in S. haematobium, the knowledge of these small molecules and their processing pathway can help to understand the life cycle of this parasite, its mechanism of infectivity and in the search for new methods to control schistosomiasis. In addition to the miRNA production pathway, other defense pathways are important in some plants. Different allelochemicals present in Solanum species have been associated with resistance to pests, such as methyl ketones, sesquiterpenes and acyl sugars. The selection for high levels of these allelochemicals could, in this way, constitute an efficient technique of indirect selection for resistance to pests. These purified phytochemicals can act against pests by reducing larval development, impairing the nutrition and oviposition of many tomato pests. In view of the great importance of tomatoes and the high rate of application of pesticides in the crop, greater knowledge about the molecular basis of tomatoes is necessary in the selection of markers associated with important characteristics in response to biotic and abiotic stress. Therefore, understanding the miRNAs, their processing pathway and the genes related to the production of metabolites may help to understand their involvement in resistance to arthropods, mainly due to the production of acyl sugar and post-transcriptional regulation mediated by miRNAs. In view of these issues, Chapter I will present the theoretical background on miRNAs, acylacars and their pathways, in addition to the importance of studying these molecules in S. lycopersicum, S. pennellii, S. galapagense, S. chilense, S. peruvianum, S. pimpinellifolium and S. haematobium. In Chapter II, articles published and submitted regarding research carried out during the doctorate will be exposed. Cultivated tomato, Solanum lycopersicum, is one of the most common fruits in the global food industry and together with the wild tomato Solanum pennellii, are both species widely used in developing better cultivars. microRNAs act on mRNA regulation, inhibiting their translation and/or promoting its degradation. Important proteins involved in these processes are ARGONAUTA and DICER. This study aimed to identify and characterize genes involved in miRNA processing pathways, miRNAs molecules and target-genes in the genome of both species using in silico analysis. We also validated the genes and miRNAs expression in different NGS libraries, in addition to validating some miRNAs using quantitative RT-PCR. We identified 70 putative proteins in S. lycopersicum and 108 in S. pennellii involved in small RNAs processing. Of these, 28 and 32 participate in miRNA processing pathways, respectively. We identified 343 mature miRNAs, 226 pre-miRNAs in 87 families, including 192 miRNAs not previously identified, belonging to 38 new families in S. lycopersicum. In S. pennellii, we found 388 mature miRNAs, 234 pre-miRNAs contained in 85 families. All miRNAs found in S. pennellii were unpublished, being first identified in our study. Furthermore, we identified 2471 and 3462 miRNA different target in S. lycopersicum and S. pennellii, respectively. Key genes control the infectivity of the Schistosoma haematobium causing schistosomiasis. A method for understanding the regulation of these genes might help in developing new strategies to control schistosomiasis, such as the silencing mediated by microRNAs (miRNAs). The miRNAs have been studied in schistosome species and they play important roles in the post-transcriptional regulation of genes, and in parasite-host interactions. However, genome-wide identification and characterization of novel miRNAs and their pathway genes and their gene expression have not been explored deeply in the genome and transcriptome of S. haematobium. Identify and characterize mature and precursor miRNAs and their pathway genes in the S. haematobium genome. Computational prediction and characterization of miRNAs and genes involved in miRNA pathway from S. haematobium genome on SchistoDB. Conserved domain analysis was performed using PFAM and CDD databases. A robust algorithm was applied to identify mature miRNAs and their precursors. The characterization of the precursor miRNAs was performed using RNAfold, RNAalifold and Perl scripts. We identified and characterized 14 putative proteins involved in miRNA pathway including ARGONAUTE and DICER in S. haematobium. Besides that, 149 mature miRNAs and 131 precursor miRNAs were identified in the genome including novel miRNAs. miRNA pathway occurs in the S. haematobium, including endogenous miRNAs and miRNA pathway components, suggesting a role of this type of non-coding RNAs in gene regulation in the parasite. The results found in this work will open up a new avenue for studying miRNAs in the S. haematobium biology in helping to understand the mechanism of gene silencing in the human parasite Schistosome. Acylsugars are allelochemicals secreted by type IV trichomes in leaves and have been associated with resistance to arthropod pests in Solanaceae species. In this study, the putative genes involved in the acylsugar metabolism were identified, characterized, and validated in cultivated tomato, Solanum lycopersicum, and wild tomato, Solanum pennellii. Eighty-seven putative genes were identified in S. lycopersicum and 77 in S. pennellii involved in the acylsugar pathway, including the key proteins branched-chain keto acid dehydrogenase E2 (BCKD E2), 2-isopropylmalate synthase A (IPMSA), and threonine deaminase/dehydratase (TD). The putative tomato proteins displayed conservation using conserved domain distribution and active site comparing to ortholog proteins from the acylsugar pathway. Phylogenetic analysis of the putative proteins BCKD E2, IPMSA, and TD showed that all putative tomato proteins grouped with their orthologs from the Solanaceae species, corroborating with the distribution of the tree of life. The BCKD E2 and the IPMSA transcripts from S. pennellii showed higher gene expression compared to S. lycopersicum transcripts, suggesting that the acylsugar pathway is more active in wild than in cultivated tomato, corroborating with the literature. Given the important role of the allelochemicals produced in Solanaceae, the results contribute to a better understanding of acylsugars and their processing pathways and open up opportunities to study their relationship with biotic resistance in these important species and other Solanaceae species. Tese (Doutorado) 2023-02-24
- Published
- 2021
35. Transcriptome analysis using RNA-Seq fromexperiments with and without biological replicates: areview
- Author
-
Molinari, Mayla Daiane Correa, Fuganti-Pagliarini, Renata, Angelotti Mendonça, Jéssika, de Amorim Barobosa, Daniel, Rockenbach Marin, Daniel, Mertz-Henning, Liliane, and Lima Nepomuceno, Alexandre
- Subjects
RNA-seq com e sem replicatas sequenciadas ,sequenciamento ,bioinformática ,pipeline ,RNA ,Análises transcricionais ,genética vegetal ,sequencing ,bioinformatics - Abstract
The discovery of nucleic acids opened new frontiers of knowledge, enabling researchers to access an enormous amount of data, through large-scale sequencing methodologies and bioinformatics tools. Amongst these new possibilities, RNA-Seq has been used to identify and quantify RNA molecules. To obtain more accurate biological responses from RNA-Seq data some questions should be considered such as experimental design, type of synthesized library, size of the fragments generated, number of biological replicates, depth, and coverage of the sequencing, species genome availability, and, the choice of software to properly perform the computational analyzes. Accurate bioinformatics analyzes allow the selection of genes with a lower error rate, increasing the validation assertiveness via RT-qPCR and thus, reducing costs. The objective of this review was to present the analysis stages of RNA-Seq data, from experimental design to system biology, considering relevant points, as well as to pointed out some software currently available to carry these analyzes out. Besides, with this review, we aimed to help the academic community to understand all steps and biases involved in RNA-Seq data analysis, from experiments with or without biological replicates. A descoberta de ácidos nucléicos abriu novas fronteiras de conhecimento, permitindo que os pesquisadores acessassem uma enorme quantidade de dados, através de metodologias de sequenciamento em larga escala e ferramentas de bioinformática. Entre essas novas possibilidades, o RNA-Seq (sequenciamento de RNA) tem sido usado para identificar e quantificar moléculas de RNA. Para obter respostas biológicas mais precisas a partir dos dados de RNA-Seq, algumas questões devem ser consideradas, como o desenho experimental, o tipo de biblioteca sintetizada, o tamanho dos fragmentos gerados, o número de repetições biológicas, a profundidade e cobertura do sequenciamento, a disponibilidade do genoma da espécie e, a escolha dos softwares para executar adequadamente as análises computacionais. Análises bioinformáticas precisas permitem a seleção de genes com menor taxa de erro, aumentando a assertividade da validação via RT-qPCR e, assim, reduzindo custos. O objetivo desta revisão foi apresentar as etapas de análise de dados de RNA-Seq, desde o projeto experimental até a biologia do sistema, considerando pontos relevantes, bem como apontar alguns softwares atualmente disponíveis para realizar essas análises. Além disso, com esta revisão, objetivamos ajudar a comunidade acadêmica a compreender todas as etapas e vieses envolvidos na análise de dados de RNA-Seq, a partir de experimentos com ou sem réplicas biológicas.
- Published
- 2021
36. PROSPECTING BIOACTIVE METABOLITES FROM EXTREMOPHILIC MICRO-ALGAE: HEALTH APPLICATIONS
- Author
-
SOUSA, Pedro Felipe Rodrigues, DALL'AGNOL , Hivana Patrícia Melo Barbosa, DALL'AGNOL, HIVANA PATRICIA MELO BARBOSA, CARVALHO, Rafael Cardoso, GONÇALVES, Evonnildo Costa, ROCHA, Cláudia Quintino, and LIMA, Alex Ranieri Jerônimo
- Subjects
Genome Mining ,Phytoplankton ,Mineração Genômica ,Bioinformatics ,Bioprospection ,Bioquímica dos Microorganismos ,Fitoplâncton ,Bioinformática ,Jaagichlorella ,Bioprospecção ,Chlamydomonas - Abstract
Submitted by Maria Aparecida (cidazen@gmail.com) on 2021-03-17T19:49:35Z No. of bitstreams: 1 Pedro Felipe_Dissertação.pdf: 3659799 bytes, checksum: 61e7f27d3226263588741bc82a877025 (MD5) Made available in DSpace on 2021-03-17T19:49:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedro Felipe_Dissertação.pdf: 3659799 bytes, checksum: 61e7f27d3226263588741bc82a877025 (MD5) Previous issue date: 2021-01-18 FAPEMA Microalgae are eukaryotic microorganisms capable of using autotrophic and heterotrophic pathways in their metabolism. These can be found in the most diverse types of aquatic environments. Certain types of environments have extreme conditions to which organisms adapt to survive. These adaptations induce specializations and activation of secondary metabolic pathways capable of producing compounds that allow organisms to survive in the most varied conditions. Several of these secondary metabolites have activities against microorganisms due to media competition, antibiofilm, antioxidant activity, among others. Thus, this work sought to evaluate the biotechnological potential in health, using in silico prospecting techniques, of two green microalgae Chlamydomonas acidophila and Jaagichlorella hainangensis. Both microalgae were isolated from extremophile environments located in a mining area: Chlamydomonas acidophila from an acidic copper mine drainage and Jaagichlorella hainangensis from a natural iron lake. After the steps of obtaining the genomes, quality control and assembly, they were annotated using the GenSAS platform. To predict gene clusters linked to secondary metabolites, the antiSMASH platform was used in the bacterium and fungus versions. AntiSMASH pointed to several gene clusters linked to biosynthetic pathways of secondary metabolites of interest in both microalgae such as terpenes, siderophores and ectoins. The results of these predicted clusters were analyzed using synthesis plots with the groupings deposited in the MIBiG and the possible functions of the genes were predicted through BLAST in the CDD and in the PFAM database. AntiSMASH also identified clusters classified as non-ribosomal synthase peptides (NRPS) and polyketide synthases (PKS) in the genome of the two microalgae and NRPS / PKS hybrid clusters only in Jaagiclhorella hainangensis. Genes related to PKS type I were the most prevalent in Jaagichlorella hainangensis, followed by genes related to type III. However, this profile is not found in Chlamydomonas acidophila in which only genes related to PKS type III have been identified. More robust analyzes with the NRPS and PKS clusters predicted in the genomes of these microalgae were performed using the NaPDoS platform. Only in Jaagichlorella hainangensis 2 clusters were linked with low similarity to biosynthetic pathways, one of which is a PKS cluster similar to the epothilone sequence, a metabolite already known for its anticancer activity. The lack of results in Chlamydomonas acidophila and in the remaining clusters in Jaagichlorella hainangensis indicate that these sequences may be related to pathways that are not categorized or not inserted in NaPDoS and in these cases are linked to compounds of unprecedented character. Obtaining these preliminary data in these species, direct possible in vitro experiments which can be carried out with the objective of extracting secondary metabolites as well as elucidating metabolic pathways, in addition to contributing to genomic databases with the predicted gene clusters for possible syntenic relationships and expansion of the genomic knowledge of microalgae. Microalgas são microrganismos eucariotos capazes de utilizar em seu metabolismo vias autotróficas e heterotróficas. Podem ser encontradas nos mais diversos tipos de ambientes aquáticos. Determinados tipos de ambientes possuem condições extremas as quais organismos se adaptam para sobreviver. Essas adaptações induzem especializações e ativação de vias metabólicas secundárias capazes de produzir compostos que permitem a sobrevivência de organismos nas mais variadas condições. Diversos destes metabólitos secundários possuem atividades contra microrganismos devido a competição do meio, antibiofilme, atividade antioxidante dentre outras. Deste modo, este trabalho buscou avaliar o potencial biotecnológico em saúde, usando técnicas in silico de prospecção, de duas microalgas verdes Chlamydomonas acidophila e Jaagichlorella hainangensis. Ambas as microalgas foram isoladas de ambientes extremófilos localizados em área de mineração: Chlamydomonas acidophila de uma Drenagem Ácida de Mina de Cobre e Jaagichlorella hainangensis de um lago natural de Ferro. Após as etapas de obtenção dos genomas, controle de qualidade e montagem dos mesmos foi realizada a anotação destes utilizando a plataforma GenSAS. Para predição de agrupamentos gênicos ligados a metabólitos secundários foi utilizada a plataforma antiSMASH nas versões bactéria e fungo. O antiSMASH apontou diversos clusters gênicos ligados a vias biossintéticas de metabólitos secundários de interesse em ambas as microalgas tais como, terpenos, sideróforos e ectoínas. O resultado destes clusters preditos foram analisados através de gráficos de sintenia com os agrupamentos depositados no MIBiG e as possíveis funções dos genes foram preditas através de BLAST no CDD e no banco de dados PFAM. O antiSMASH também apontou clusters classificados como peptídeos síntase não-ribossômicos (NRPS) e policetídeo sintases (PKS) no genoma das duas microalgas e clusters híbridos NRPS/PKS somente em Jaagiclhorella hainangensis. Os genes relacionados a PKS tipo I foram os de maior prevalência em Jaagichlorella hainangensis, seguidos dos genes relacionados ao tipo III. No entanto, este perfil não é encontrado em Chlamydomonas acidophila na qual somente os genes relacionados a PKS tipo III foram identificados. Análises mais robustas com os clusters NRPS e PKS preditos nos genomas destas microalgas foram realizadas utilizando a plataforma NaPDoS. Somente em Jaagichlorella hainangensis 2 clusters foram vinculados com baixa similaridade a vias biossintéticas, sendo um destes um agrupamento PKS similar a sequência de epotilola, um metabólito já conhecido por sua atividade anticâncer. A falta de resultados em Chlamydomonas acidophila e nos clusters remanescentes em Jaagichlorella hainangensis apontam que estas sequencias podem estar relacionadas com vias não categorizadas ou não inseridas no NaPDoS e nestes casos estão ligadas a compostos de caráter inédito. Obter estes dados preliminares nestas espécies, direcionam possíveis experimentos in vitro os quais possam ser realizados com objetivo de extração de metabólitos secundários bem como elucidar vias metabólicas, além de contribuir com bancos de dados genômicos com os agrupamentos gênicos preditos para possíveis relações sintenicas e expansão do conhecimento genômico de microalgas.
- Published
- 2021
37. Workflow científico de anotação genômica funcional e curadoria manual de genomas
- Author
-
Balbinot, Eduardo, Horita, Flávio, Kremer, Frederico, Camassola, Marli, and Dillon, Aldo José Pinheiro
- Subjects
Bioinformatics ,Bioinformática ,Genomes ,Biotecnologia ,Genoma ,Fluxo de trabalho ,Biotechnology ,Workflow - Abstract
Com o advento das tecnologias de sequenciamento de nova geração, o sequenciamento de genomas não se apresentou mais como uma barreira tecnológica. Analisar a estrutura e atribuir um significado biológico para sequências genômicas e proteômicas in silico (anotação genômica), no entanto, se tornou a nova tarefa desafiadora. A anotação funcional é uma etapa crucial neste processo e tem por intuito compreender os processos biológicos dos organismos e guiar novas pesquisas. Entretanto, trata-se de uma tarefa complexa, já que envolve a utilização de um grande número de bancos de dados, web servers e ferramentas para realizar comparações das sequências de interesse com outras sequências disponíveis em repositórios de domínios de proteínas. Cada ferramenta possui arquivos de saída independentes e em formatos específicos, dificultando a organização dos resultados de anotação em um único contexto e o trabalho colaborativo de múltiplos pesquisadores em um mesmo projeto. O objetivo desta pesquisa compreendeu o desenvolvimento de um workflow científico de anotação genômica funcional e curadoria manual de genomas, através da implementação de uma ferramenta web colaborativa que permite a execução automática de ferramentas de anotação funcional e integração dos resultados em uma plataforma unificada. A solução ainda permite a realização de curadoria manual de informações estruturais e funcionais para cada gene, além de suportar a exportação dos dados de anotação para os formatos exigidos no processo de submissão do banco de dados GenBank. O worflow foi testado e validado no processo de anotação genômica das linhagens selvagem (2HH) e mutante (S1M29) do fungo Penicillium echinulatum, conduzido pelo Laboratório de Bioinformática e Biologia Computacional da Universidade de Caxias do Sul e submetido ao GenBank através dos BioProjects PRJNA520890 e PRJNA521489, respectivamente. Além disso, uma versão experimental da ferramenta foi disponibilizada gratuitamente através do endereço https://seq2annot.org. A solução mostrou-se eficiente em função de abstrair a complexidade de execução de ferramentas externas e integrar os resultados de anotação em um ambiente colaborativo unificado. O mecanismo central de tarefas assíncronas permitiu a possibilidade de escalar horizontalmente os recursos de servidor à medida que ocorrer o aumento da demanda de trabalho. A decisão arquitetural de dividir trabalhos em pequenas unidades de trabalho independentes também garantiu que novas ferramentas de anotação funcional possam ser facilmente desenvolvidas e acopladas à aplicação, tornando-a uma solução promissora para ser constantemente aprimorada e utilizada em projetos de anotação genômica em larga escala no futuro. [resumo fornecido pelo autor] Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES With the advent of new generation sequencing technologies, genome sequencing was no longer a scientific barrier. Analysing the structure and giving biological meaning to genomic and proteomic sequences in silico(genome annotation) became, nevertheless, the new challenging task. Functional annotation is a crucial step in this process and aims to understand organisms? biological processes and guide new research. However, it is a complex task, as it involves usinga large set of databases, web servers, and tools to compare all the sequences of interest with other sequences available in protein domain repositories. Each of these tools has independentand format-specific output files, making it difficult to keep annotation data organized in a single-context environment and preventing researchers from working collaboratively within a project. This research aimed to develop a scientific workflow for functional annotation and manual curation of genomes by implementing a collaborative web application that supports the automatic execution of functional annotation tools and integrates results into a single-context platform. The solution also supports manual curation of structural and functional data for each gene and allows users to export annotation results to file formats required by GenBank database?s submission process. The workflow was tested and validated in the annotation process of wild-type (2HH) and mutant (S1M29) strains of Penicillium echinulatum, conducted by Computational Biology and Bioinformatics Laboratory at University of Caxias do Sul and submitted to GenBank under BioProjects PRJNA520890 and PRJNA521489, respectively. Besides, an experimental version of the tool was made freely available at https://seq2annot.org. The solution has proven effective as it abstracts the complexity of the external tools? execution and integrates annotation results in a unified collaborative environment. The core mechanism of asynchronous task execution provided the ability to horizontally scale server resources as demand grows over time. The architectural decision of splitting jobs into single independent tasks also ensured that new functional annotation tools can be easily developed and plugged into the application, making it a promising tool to be continuously improved and used in large-scale genome annotation projects in the future. [resumo fornecido pelo autor]
- Published
- 2020
38. IMPLANTAÇÃO DE METODOLOGIAS PARA ANÁLISE COMPARATIVA DE SEQUÊNCIAS GENÔMICAS RELACIONADAS AO CÂNCER DE PELE.
- Author
-
dos Santos Neto, Antonio Alves and Fluminhan, Antonio
- Abstract
Exposure to ultraviolet rays has caused the increased incidence of skin cancer, usually associated with changes in the DNA structure. Genome databases allow public access to DNA sequences that can be compared and analyzed, such as the P53 gene, related to the type of skin cancer with the highest incidence. This research aims to establish methodologies for comparative analysis of nucleotide sequences for the assessment of environmental impacts. Investigations aiming to determine the most frequent mutations in the gene databases populations from countries with contrasting differences are being held. The original gene sequence is compared with mutant sequences described in patients with skin cancer through a bioinformatics tool. Comparative studies will be conducted in order to establish correlations between the most frequent mutations and environmental factors that may be related to the origin of the mutations. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
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- 2014
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39. A IMPORTÂNCIA DAS ÔMICAS COMO FERRAMENTAS PARA O ESTUDO DA PROSPECÇÃO DE MICRORGANISMOS: PERSPECTIVAS E DESAFIOS.
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DE LIZ SOUZA, LUCIANI, AUGUSTO RHODEN, SANDRO, and ALENCAR PAMPHILE, JOÃO
- Subjects
- *
BIODIVERSITY research , *EUKARYOTIC genomes , *EUKARYOTES , *BIOLOGICAL systems , *BIOPROSPECTING , *BIOACTIVE compounds - Abstract
The prospect of compounds from biodiversity is a feasible and effective way in which the genomics is an important tool in the process. Even with the revolution that brought the advent of genomics, only your use does not guarantee understanding of the biological system. The present era called post-genomics is able to inform and integrate the transcripts, proteins and metabolites of an organism, these tools are part of what is called Omics. However, even being a factor which confirms understanding of an organism on a systemic level, it is still an arduous task, as there are specializations and complex cellular interactions in the cell itself, or even in tissues in interaction with the environment. Thus, microorganisms which have a simpler structural and biochemical complexity when compared to eukaryotes are used as model to explore applications of Omics. In this review we present the importance of Omics as tools for bioprospecting for microorganisms. Were identified, which, from your analysis, isolated or integrated and supported by bioinformatics, the Omics provide promising data for bioprospecting, increasing efficiency in the exploration of bioactive compounds, mainly by reducing the time because these tools guide the pursuit of this type of compounds. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
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- 2014
40. Planejamento, síntese e avaliação in silico de compostos α, β- insaturados atuarem como possíveis antibacteriano e inibidores de β-lactamases
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Nascimento, Agnis Pâmela Simões do, Moura, Ricardo Olímpio de, Teles, Yanna Carolina Ferreira, and Souza, Túlio Ricardo Couto de Lima
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Modulação ,Modulation ,QUIMICA [CIENCIAS EXATAS E DA TERRA] ,Biomacromolecule ,Bioinformatics ,Biomacromolécula ,Química medicinal ,Bioinformática - Abstract
Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2022-03-24T12:16:06Z No. of bitstreams: 1 PDF - Agnis Pâmela Simões do Nascimento.pdf: 7450489 bytes, checksum: 944eb75f09dd14ffa3900316b086fcfc (MD5) Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2022-03-25T14:44:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Agnis Pâmela Simões do Nascimento.pdf: 7450489 bytes, checksum: 944eb75f09dd14ffa3900316b086fcfc (MD5) Made available in DSpace on 2022-03-28T11:14:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Agnis Pâmela Simões do Nascimento.pdf: 7450489 bytes, checksum: 944eb75f09dd14ffa3900316b086fcfc (MD5) Previous issue date: 2020-10-29 Enzymatic inhibition results in the ineffectiveness of some mechanisms of bacterial resistance, therefore the compounds reported in the present study were designed with the intention of acting as potential inhibitors, and must interact with the active sites of β-lactamases and through an addition reaction Michael's covalently bonding to it, preventing hydrolysis of the β-lactam ring; the ability to act as a possible antibacterial was further evaluated. For this purpose, docking studies were initially carried out with the AutoDockTools version 1.5.6 program for the main β-lactamases: ESBL (Extended Spectrum β-lactamase) and Oxacillinase; in addition to this, the inhibition of Protein Binding Penicillin (PBP) and 16S rRNA was also tested to verify other mechanisms of antibacterial action of twelve compounds. The reactions took place by Knoevenagel condensation in a basic medium and the structures of five compounds were proven, using 1H and 13C NMR spectroscopy. Hemolytic potential can be assessed from human erythrocytes to solutions with a concentration of 5%. The presumptive antibacterial evaluation was carried out by successive dilutions for E. Coli ATCC25922. Mostly the twelve planned molecules showed promising results in relation to the co-crystallized ligands and the inhibition constants for the series of compounds, with APB being the most promising for all targets, mainly for oxacillinase when related both energetic aspects and inhibition constant having these ranged from -7.59 to -7.76 Kcal.mol-1 and 2.75 to 2.06 nM for APB-03 and APB-02 respectively. The in silico pharmacokinetic predictions concluded that all compounds were consistent with the criteria of druglikeness established by Lipinski, Ghose and Egan, pharmacokinetics, toxicity and eco-toxicity. Further studies will be necessary in order to carry out new characterizations and to evaluate antibacterial and modulating activities in vitro. All the planned compounds were synthesized, with yields varying between 33.04 and 99.04%. Its purity can be assumed by the melting range technique, varying from 1 to 3 ºC; in NMR spectroscopies they showed diagnostic signs indicating the success of the reaction, such as chemical shifts to hydrogen (8.19 ppm, s, 1H) and characteristic vinyl carbons (151 and 107 ppm). Hemolytic potentials could be assessed, which, with the exception of APB-02, showed values below 10%. A inibição enzimática acarreta na ineficácia de alguns mecanismos de resistência bacteriana, por conseguinte os compostos relatados no presente estudo foram planejados com o intuito de agir como potenciais inibidores, devendo interagir com os sítios ativos das β-lactamases e por meio de uma reação de adição de Michael ligar-se covalentemente a mesma, evitando a hidrólise do anel β-lactâmico; avaliou-se adicionalmente a capacidade de atuar como possível antibacteriano. Com este intuito foram realizados inicialmente estudos de docking com o programa AutoDockTools versão 1.5.6 para as principais β-lactamases: a ESBL (β-lactamase de Espectro Estendido) e Oxacilinase; além deste foi testado também a inibição da Protein Binding Penicillin (PBP) e 16S rRNA para verificar outros mecanismos de ação antibacteriana de doze compostos. As reações ocorreram por condensação de Knoevenagel em meio básico e foram comprovadas as estruturas de cinco compostos, por meio da espectroscopia de RMN 1H e 13C. O potencial hemolítico pode ser avaliado a partir de eritrócitos humanos para soluções com concentração de 5%. A avaliação presuntiva antibacteriana foi realizada por sucessivas diluições para a E. Coli ATCC25922. Majoritariamente as doze moléculas planejadas apresentaram promissores resultados em relação aos ligantes co-cristalizados e as constantes de inibição para as séries de compostos, sendo a APB mais promissora para todos os alvos principalmente para a oxacilinase quando relacionados ambos os aspectos energéticos e constante de inibição tendo estes variado de -7,59 a -7,76 Kcal.mol^-1 e 2,75 a 2,06 nM para o APB-03 e APB-02 respectivamente. As predições farmacocinéticas in silico concluíram que todos os compostos foram condizentes com critérios de druglikeness estabelecido por Lipinski, Ghose e Egan, farmacocinética, toxicidade e eco-toxicidade. Estudos posteriores serão necessários a fim de realizar novas caracterizações e avaliar as atividades antibacterianas e moduladoras in vitro. Foram sintetizados todos os compostos planejados, obtendo rendimentos variando entre 33,06 e 99,04%. Sua pureza pode ser presumida pela técnica faixa de fusão, variando de 1 a 3 ºC; nas espectroscopias de RMN apresentaram sinais diagnósticos indicando o sucesso da reação, como os deslocamentos químicos para hidrogênio (8,19 ppm, s, 1H) e carbonos vinílicos (151 e 107 ppm) característicos. Os potenciais hemolíticos puderam ser avaliados que, com exceção do APB-02, apresentaram valores inferiores a 10%.
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41. Detection and analysis of mutations de novo in patients with parental exposure to Cesium-137 ionizing radiation from genotyping data of high density single nucleotide polymorphism
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Leite Filho, Hugo Pereira, Silva, Cláudio Carlos da, Caetano, Alexandre Rodrigues, Telles, Mariana Pires de Campos, Silva, Daniela de Melo e, Cruz, Alex Silva da, and Gigonzac, Marc Alexandre Duarte
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CytoScan 750 K ,Genotyping ,Bioinformatics ,CIENCIAS BIOLOGICAS ,Bioinformática ,Mendelian deviation ,Genotipagem ,Desvio Mendeliano ,CytoScan 750K ,SNPs - Abstract
Em 1987, na cidade de Goiânia, uma série de eventos inesperados resultou em um grave acidente radiológico, gerado pelo Césio-137. Os efeitos mutagênicos da radiação ionizante (RI) podem levar acúmulo de mutações em filhos de pais irradiados. Foi estabelecido que a análise cromossômica em microarranjos (CMA), uma técnica da citogenômica para a detecção de SNP em um amplo espectro de regiões do genoma humano. O uso de ensaios citogenômicos baseados em microarranjo de alta densidade de DNA permite identificar as variações em SNPs e, consequentemente, genotipá-los. No presente estudo, usando o ensaio do GeneChip® HD™ 750 K foi possível estabelecer os genótipos dos SNPs em uma população nascida de progenitores expostos à radiação ionizante de césio-137. Os desvios mendelianos da linha germinativa foram usados para se estimar a frequência de mutações induzidas pela exposição parental na sua prole. O grupo exposto foi constituído por 11 famílias, dos quais pelo menos um dos progenitores foi diretamente exposto à radiação ionizante de Césio-137, incluindo um total de 37 indivíduos (11 casais e 15 filhos nascidos após o acidente). A dose absorvida para os indivíduos expostos variou entre 0,2 a 0,5 Gray. Um grupo de indivíduos não-expostos à radiação ionizante foi usado como controle. Esse grupo foi composto por 15 famílias goianas sem histórico de exposição à RI. Os testes estatísticos utilizados foram: teste de Shapiro-Wilk, teste F, análise de regressão, clusterização e análise de componente princial. Todas as análises foram realizadas utilizando o pacote estatístico R, com nível de significância de 5% (p
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- 2020
42. Fatores que influenciam a adoção de ferramentas de TIC nos experimentos de bioinformática de organizações biofarmacêuticas: um estudo de caso no Instituto Nacional do Câncer.
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Pitassi, Claudio, Gonçalves, Antonio Augusto, and de Assis Moreno Júnior, Valter
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BIOINFORMATICS ,RESEARCH institutes ,MEDICAL technology ,BIOPHARMACEUTICS ,MOLECULAR biology ,HEALTH care industry ,HEALTH information technology - Abstract
Copyright of Revista Ciência & Saúde Coletiva is the property of Associacao Brasileira de Pos-Graduacao em Saude Coletiva and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)
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43. Use of bioinformatic tools for Etv6-Runx1 fusion detection associated with acute lymphocytic leukemia / Utilização de ferramentas de bioinformática para detecção da fusão Etv6-Runx1 associada à leucemia linfocítica aguda
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Manuela Eduarda de França, Lidiane Gomes da Silva, Inaldo Antônio dos Anjos Filho, Jonas José da Silva, Nathalia Joanne Bispo Cezar, Ivson Warley Tôrres dos Anjos, and Juliana Laguzza de Oliveira Bustos Villabón
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RUNX1 ,business.industry ,General Medicine ,bioinformatics ,ETV6 ,gene fusion ,medicine.disease ,Molecular biology ,primers ,in silico ,genes ,ALL ,Etv6 runx1 ,Acute lymphocytic leukemia ,Medicine ,business - Abstract
Genetic mutations are the main causes that predispose onco-hematological pathologies. Acute lymphoblastic leukemia (ALL) is a neoplasia with high incidence in childhood and, in these patients are found mutations involving the ETV6 and RUNX1 genes. In the present study, we evaluated in silico primers previously described in literature to delimitate the translocation ETV6-RUNX1 t (12; 21) (p13; q22). Also, the in silico primers were proposed to verify efficiency and quality in the detection of this fusion through bioinformatics tools. To detect the mutation, a primer pair was developed through bioinformatics mechanisms. Along with this, another 14 primers described in the available literature were rigorously evaluated. The National Center for Biotechnology Information (NCBI) and The European Bioinformatics Institute (EBI) databases were used to locate the target sequences and identify the genes melting points. The Primer3Plus tool was used to primers design, the Oligo analyzer software was used to evaluate the aforesaid primers using the following parameters: size 18-22 nucleotides; distribution of guanine and cytosine bases 40-60%; annealing temperature 52-60 °C; maximum of single base replicates 4 bp; Delta G value in hairpins formation above -9 kcal / mole-1 and dimers -9 kcal/mole. Finally, the gadget MEGA7 and NCBI BLAST were used to evaluate the alignment and identity analysis of the primers and possible amplicons. Based on these analyses, it was possible to observe that from the 16 primers, only 7 qualified with all recommended values within the parameters. From this total, two pairs of primers presented better results through in silico analysis, giving rise for two possible amplicons that aligned adequately and, were useful at detecting the site of gene fusion. From this study, it was possible to observe the importance of in silico analysis for researches on complex diseases. Considering that from the primers design it is possible to perform a proper PCR, these analyzes are fundamental to reduce the experiments margin of error plus, the waste of time and inputs. The selected primers in this study presented parameters that indicate good results in vitro tests and can be used to delimitate the gene fusion.
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44. Snp search optmization based on masks using graphic processing unit (GPU)
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-
Cruz, Álvaro Magri Nogueira da, Universidade Estadual Paulista (Unesp), and Zafalon, Geraldo Francisco Donegá [UNESP]
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Optimization ,Bioinformatics ,GPU ,Bioinformática ,Otimização ,Pattern search ,Busca por padrões ,SNPs - Abstract
Submitted by Álvaro Magri Nogueira Da Cruz (alvaro.magri@unesp.br) on 2020-10-05T23:31:20Z No. of bitstreams: 1 Disserta__o___Otimiza__o_GPU___lvaro_.pdf: 1306902 bytes, checksum: 51291bfd272444639642680a63d2726f (MD5) Rejected by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: 01 - Solicitamos corrigir a descrição da natureza da pesquisa na FOLHA DE ROSTO: Dissertação apresentada como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Ciência da Computação, junto ao Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, do Instituto de Biociências, Letras e Ciências Exatas da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, Câmpus de São José do Rio Preto. 02 – Na Folha de Rosto falta colocar a financiadora abaixo da natureza da pesquisa: EX: Financiadora: CAPES 03 – A data de defesa deve ser colocada no rodapé da FOLHA DE APROVAÇÃO: São José do Rio Preto 13 de agosto de 2020 04 – Solicitamos corrigir as Palavras-chave/keywords: iniciando com letra maiúscula e separadas por ponto. 05 - Observamos que na ficha catalográfica você selecionou a formatação em páginas? Caso seja em páginas observar a margem, as margens devem ser: para o anverso, esquerda e superior de 3 cm e direita e inferior de 2 cm; para o verso, direita e superior de 3 cm e esquerda e inferior de 2 cm. Agora caso a impressão seja em folhas apenas corrija na ficha. 06 -E na ficha catalográfica o número de folhas/páginas deve ser igual ao número da última folha ou página do trabalho. 07 - Ilustrações e tabelas: a norma orienta que devem ter a descrição da fonte abaixo delas, mesmo que seja produção do autor.(ABNT NBR 14724); algumas tabelas estão sem fonte. 08 – Segundo a norma ABNT NBR 10520, a epígrafe deve ser referenciada. Sugerimos que siga as orientações do template para as correções, na página da Biblioteca, link: https://www.ibilce.unesp.br/#!/biblioteca/servicos-oferecidos/normalizacao/estrutura-do-trabalho-academico/ Lembramos que o arquivo depositado no Repositório deve ser igual ao impresso, o rigor com o padrão da Universidade se deve ao fato de que o seu trabalho passará a ser visível mundialmente. Agradecemos a compreensão on 2020-10-07T17:22:49Z (GMT) Submitted by Álvaro Magri Nogueira Da Cruz (alvaro.magri@unesp.br) on 2020-10-07T18:58:25Z No. of bitstreams: 1 Disserta__o___Otimiza__o_GPU___lvaro_.pdf: 1307276 bytes, checksum: d12b074cfe78777a75ca1d7e71cbc311 (MD5) Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2020-10-07T20:32:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cruz_amn_me_sjrp.pdf: 1307276 bytes, checksum: d12b074cfe78777a75ca1d7e71cbc311 (MD5) Made available in DSpace on 2020-10-07T20:32:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cruz_amn_me_sjrp.pdf: 1307276 bytes, checksum: d12b074cfe78777a75ca1d7e71cbc311 (MD5) Previous issue date: 2020-08-13 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Dentre os problemas que a bioinformática procura soluções factíveis está a busca por Polimorfismo de Nucleotídeo Simples (SNP, sigla em inglês). A detecção desse fenômeno em sequências de nucleotídeos é fundamental para possíveis inferências acerca de doenças e respostas a tratamentos, além de predições a susceptibilidade. A busca mostra-se eficiente quando trata-se de arquivos .ab1 que são provenientes de sequenciamento tipo Sanger. No entanto, no que se refere aos sequenciadores de nova geração (NGS, sigla em inglês) essa estratégia apresenta deficiências em relação ao tempo de processamento, visto que os arquivos gerados por este chegam a milhões de sequências. Algumas abordagens podem ser utilizadas a fim de amenizar esta deficiência por meio de hardwares paralelos. O paradigma multithread pode ser utilizado com o intuito de melhorar o desempenho do algoritmo, no entanto não se faz rápido o suficiente quando trata-se de um grande número de sequências. A Unidade de Processamento Gráfico (GPU, sigla em inglês) é uma alternativa, dado que esta opera com múltiplas unidades lógicas aritméticas, até milhares de unidades, bem diferente de um processador que opera com não mais do que uma dezena de unidades. A GPU torna-se mais viável, dado seu custo-benefício e características que são adequadas à resolução do problema em questão. Logo, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um método para a busca de SNPs em arquivos NGS, com base em programação paralela com o uso de GPU. Dessa forma, foi possível observar o quão inviável torna-se a aplicação de CPU para processamento altamente paralelizável e com grande volume de dados genéticos. Em suma, foi possível obter um speedup de 5.176,86, ou seja, uma execução de 1,91 dias ora obtida por CPU, nesta proposta com GPU foi performada em 48,47 segundos. Among the problems that bioinformatics looks for feasible solutions is the search for Simple Nucleotide Polymorphism (SNP). The detection of this phenomenon in nucleotide sequences is fundamental for possible inferences about diseases and responses to treatments, beyond as susceptibility predictions. The search is efficient when it comes to .ab1 files that are derived from Sanger sequencing. However, with regard to the Next Generation Sequencing (NGS) this strategy presents deficiencies in relation to the processing time, since the files generated by it arrive at millions of sequences. Some approaches can be used to mitigate this deficiency by relying on parallel hardware. The multithreaded paradigm can be used to improve the performance of the algorithm, however it is not done fast enough when it is a large number of sequences. The Graphics Processing Unit (GPU) is an alternative, since it operates with multiple arithmetic logical units, reaching the house of hundreds of units, quite different from a processor that operates with no more than a dozen units. The GPU becomes more feasible, given its cost-effectiveness and characteristics that are adequate to solve the problem in question. Therefore, the objective of this work was to develop a method to searching for SNPs in NGS files, based on parallel programming using GPU. Thus, it was possible to note how unfeasible the application of CPU becomes for highly parallelizable processing and with a large volume of genetic data. In short, it was possible to obtain a speedup of 5,176.86, i.e, execution of 1.91 days now obtained by CPU, in this proposal with GPU it was performed in 48.47 seconds. CAPES: 88882.434386/2019-01
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- 2020
45. One-step network construction for evolutionary studies using GPU
- Author
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Andrade, Matheus Carreira, Universidade Estadual Paulista (Unesp), and Zafalon, Geraldo Francisco Donegá [UNESP]
- Subjects
Biosequences ,Bioinformatics ,Biossequência ,One-step ,Bioinformática ,Caminho evolucionário ,Grafo ,Evolutionary Path ,Graph - Abstract
Submitted by Matheus Carreira Andrade (matheuscarreira1996@gmail.com) on 2020-10-09T23:30:28Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_final.pdf: 3330865 bytes, checksum: 2488d3b0a1ddecc12f56c352375923f4 (MD5) Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2020-10-12T14:06:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 andrade_mc_me_sjrp.pdf: 3330865 bytes, checksum: 2488d3b0a1ddecc12f56c352375923f4 (MD5) Made available in DSpace on 2020-10-12T14:06:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 andrade_mc_me_sjrp.pdf: 3330865 bytes, checksum: 2488d3b0a1ddecc12f56c352375923f4 (MD5) Previous issue date: 2020-08-12 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Os avanços nos estudos na área biológica resultaram na dependência de profissionais desta área em relação a recursos computacionais, devido a crescente quantidade de dados a serem analisados. A Bioinformática, como um segmento da Ciência da Computação, é uma das áreas que se utiliza de recursos matemáticos, como a teoria dos grafos. Esta pode ser empregada na construção de árvores filogenéticas, mapeamento de famílias de proteínas, entre outras aplicações. Dentre as diversas técnicas utilizadas para a construção de redes de biossequências, uma que se destaca é a estratégia Onestep, a qual indica relações de proximidade, analisando pequenas variações entre as biossequências. Porém, ao se comparar milhares de biossequências é necessário uma abordagem eficiente, devido ao volume de cálculos necessários. Um método computacional que não utiliza somente o processamento da CPU pode ser uma solução para este problema. Assim, o presente trabalho propôs a modelagem e o desenvolvimento de um método computacional para estudos evolucionários, a partir de redes One-step. Este método utiliza-se de GPU para a paralelização dos cálculos realizados, a fim de diminuir o tempo de processamento ao se comparar milhares, ou até milhões, de biossequências. Tal trabalho demonstra-se importante para profissionais da área biológica, de modo a auxiliá-los no entendimento da evolução genética de diferentes indivíduos, ou seus estágios de vida, analisando as relações entre as biossequências. Advances in biological studies have resulted in the dependence of professionals in this area about computational resources due to the increasing amount of data to be analyzed. Bioinformatics, as a segment of Computer Science, is one of the areas that use mathematical resources, such as graph theory. This can be used in the construction of phylogenetic trees, protein family mapping, among other applications. There are several techniques used for the biosequence networks construction, such as the One-step strategy, which indicates proximity relations, analyzing small variations between biosequences. However, when comparing thousands of biosequences an efficient approach is necessary because of the large numbers of calculations required. A computational method that does not use only CPU processing can be a way for the problem solution. Thus, the present work proposed the modeling and development of a computational method for evolutionary studies, from One-step networks. This method uses GPU to parallelize the calculations, aimed to reduce the processing time when comparing a large number of biosequences. This work is important to professionals in the biological area to understand the genetic evolution of different individuals or stages, analyzing relations between biosequences. CAPES: 001
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- 2020
46. Modeling the cell cycle and influence of lncRNAs on Saccharomyces cerevisiae exposed to high concentrations of ethanol
- Author
-
Lázari, Lucas Cardoso, Universidade Estadual Paulista (Unesp), and Valente, Guilherme Targino [UNESP]
- Subjects
Bioinformatics ,Ciclo celular ,Logical modeling ,Tolerância ao etanol ,Bioinformática ,Saccharomyces cerevisiae ,Cell cycle ,LncRNAs ,Modelagem lógica - Abstract
Submitted by Lucas Cardoso Lázari (lucas.lazari@unesp.br) on 2020-07-06T14:27:42Z No. of bitstreams: 2 Dissertação_defesa_Lucas_Cardoso_Lázari.pdf: 5104086 bytes, checksum: 729563ff277f01135c776a97ed22d5f3 (MD5) Arquivo Suplementar 1-dissertação(1).pdf: 1009822 bytes, checksum: f7a23a7044bd54f6b03b1dfb14ac6f05 (MD5) Rejected by ROSANGELA APARECIDA LOBO null (rosangelalobo@btu.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: Problema 1: vários arquivos O arquivo submetido no repositório deve ser único, em formato PDF. Se deseja disponibilizar também material suplementar, verifique a possibilidade de incluí-lo no final da sua dissertação. Problema 2 : folha em branco No arquivo submetido há uma folha em branco entre a capa e a folha de rosto. Favor verificar e corrigir. Problema 3: Ficha catalográfica No arquivo submetido não consta a ficha catalográfica, item obrigatório para submissão. A ficha deve ser inserida no arquivo PDF logo após a folha de rosto do seu trabalho. A ficha pode ser solicitada pelo sistema da biblioteca (https://www.btu.unesp.br/#!/sobre/biblioteca/usuario/ficha-catalografica/) e elaborada por uma bibliotecária. ou, se preferir, pode usar o sistema disponibilizado pela Coordenadoria Geral de Bibliotecas para essa finalidade: https://www.biblioteca.unesp.br/ficha/ Assim que tiver efetuado as correções submeta o arquivo, em formato PDF, novamente. Agradecemos a compreensão. on 2020-07-07T13:57:56Z (GMT) Submitted by Lucas Cardoso Lázari (lucas.lazari@unesp.br) on 2020-07-07T20:33:19Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_defesa_Lucas_Cardoso_Lázari (2).pdf: 6036396 bytes, checksum: 4666b73a6cded02ea7bf88cadc95f1ab (MD5) Approved for entry into archive by ROSANGELA APARECIDA LOBO null (rosangelalobo@btu.unesp.br) on 2020-07-08T14:16:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lazari_lc_me_bot.pdf: 6036396 bytes, checksum: 4666b73a6cded02ea7bf88cadc95f1ab (MD5) Made available in DSpace on 2020-07-08T14:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lazari_lc_me_bot.pdf: 6036396 bytes, checksum: 4666b73a6cded02ea7bf88cadc95f1ab (MD5) Previous issue date: 2020-06-19 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A intensa utilização de combustíveis fósseis gerapreocupações constantes devido aos impactos de sua combustão ao meio ambiente. Os biocombustíveis são uma alternativa viável aos combustíveis fósseis por apresentarem vantagens como serem menos agressivos ao meio ambiente. O bioetanol é um dos biocombustíveis mais utilizados no mundo e sua produção pode ser feita pela fermentação realizada pela levedura Saccharomyces cerevisiae. No entanto, altas concentrações de etanol inibem diversos mecanismos biológicos da levedura, causando a diminuição da produtividade. A partir de resultados prévios, observou-se que o ciclo celular é uma das vias mais afetadas pelo etanol e, além disso, constatou-se a presença de lncRNAs regulando esta via emduas linhagens de S. cerevisiae, a BY4742 e SEY6210. Utilizando operadores Booleanos, um modelo lógico discreto foi desenvolvido para o ciclo celular no qual os nós do sistema assumem até quatro valores discretos que representam a quantidade ou o graude ativaçãodesses nós. O modelo desenvolvido apresentou boa performance preditiva, acertando 87.27% dos 109 fenótipos obtidosda literatura, tornando possível a simulação de novos elementos. Experimentos prévios demonstraram que as leveduras de baixatolerância ao etanol conseguem retomar o crescimento mais rápido do que as de alta tolerância. Nesse trabalho, simulações feitas com dados de expressão diferencial via RNA-Seq permitiu inferir que isso ocorre porque as linhagens de baixa tolerância sofrem arrestna última fase do ciclo celular (fase M), enquanto que as mais tolerantes sofrem arrestna primeira fase (fase G1). Os resultados também indicaram que na linhagem SEY6210 (baixa tolerância) a presença de um lncRNA superexpresso permite que esta linhagem complete o ciclo sem sofrer arrest. Até o momento, o modeloaqui desenvolvido contemplao maior número de proteínas do ciclo celular. The intense use of fossil fuels raised concern about the future due to their negative environmental impact. Bio-fuels are alternatives to the fossil fuels due to be biodegradable and less environmentally harmful. The bio-ethanol is one of the most popular bio-fuel. It can be produced by fermentation using the yeast Saccharomyces cereviae. However, high ethanol concentration inhibits the yeast decreasing the ethanol yield. Previous data of our groups showed the cell cycle is one of most affected pathways during ethanol stress. Moreover, it was found lncRNAs regulating this pathway in the BY4742 and SEY6210 strains. Using Boolean operators the discrete logical model of the cell cycle was developed. The nodes may get up to four discrete values to represent theirs abundance of activation degree. This model correctly modeled around 87.27% of correct predictions based on 109 phenotypes from the literature, hence, this model is desirable to predict cell cycle behavior after addition of new elements. According to previous data of our group, the lower tolerant strains recover the normal growth faster than higher tolerant strains after stress relief. The simulations here presented by adding RNASeq information into the model, showed a cell cycle arrest at final phase of the cell cycle (M phase) in lower tolerant strains whereas in the higher tolerant ones this arrest occurs at the first phase (G1 phase) during the ethanol treatment. The simulations also indicated that in SEY6210 (low tolerant), the up-regulation of a lncRNA skips the M phase arrest. Finally, this model harbor the highest number of cell cycle’s proteins already modeled. CAPES:001
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- 2020
47. BIOPLAG: approach to detect plagiarism in source code by using bioinformatics
- Author
-
Gomes, Kaio Pablo, Matos, Simone Nasser, Paschoal, Alexandre Rossi, and Oliveira, Elias Silva de
- Subjects
Bioinformatics ,Plágio ,CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO [CNPQ] ,Programação (Computadores) ,Bioinformática ,Computer programming ,Plagiarism ,Engenharia/Tecnologia/Gestão - Abstract
A reutilização não autorizada de código-fonte caracteriza o plágio em programação, que pode afetar desde o desempenho de alunos em disciplinas de programação até a qualidade do desenvolvimento de software nas empresas. Por meio da realização de um estudo de mapeamento sistemático foram analisadas as abordagens de detecção automática de plágio em programação para identificar as técnicas utilizadas, os procedimentos de testes de avaliação e as linguagens de programação que possuem suporte. Constatou-se que as soluções não contemplam as diferentes técnicas utilizadas pelos plagiadores para alterar os códigos-fontes. Este trabalho cria uma abordagem, nomeada BIOPLAG, capaz de aprimorar a detecção automática de níveis de plágio em código-fonte. O funcionamento da abordagem criada é fundamentado em técnicas da Bioinformática e da Ciência da Computação: tokens de elementos de linguagem de programação, mapeamento de códigos-fontes em sequências biológicas sintéticas e alinhamento de sequências biológicas. A implementação da BIOPLAG foi avaliada por meio de sete cenários de testes contendo 336 códigos-fontes implementados em linguagem C utilizados em 168 testes diferentes, sendo considerado em cada cenário os parâmetros avaliativos de desempenho: precisão, revocação e medida F. Todos os exemplos de códigos-fontes plagiados foram produzidos a partir de três experimentos reais desenvolvidos com a participação de alunos de graduação, mestrado e programadores de uma empresa de desenvolvimento de software da região. Os resultados obtidos foram comparados com duas ferramentas consideradas de referência no estado da arte: MOSS e JPLAG. Como resultado, a BIOPLAG apresentou desempenho melhor em quatro e igual em três cenários de testes considerando os indicadores de precisão, revocação e medida F. The unauthorized reuse of source code characterizes plagiarism in programming, which can affect everything from the performance of students in programming courses to the quality of software development in companies. Through the realization of a systematic mapping study, the approaches of automatic detection of plagiarism in programming were analyzed to identify the used techniques, the evaluation test procedures, and the supported programming languages. It was found that the solutions do not include the different techniques used by plagiarists to change the source codes. This work created an approach, named BIOPLAG, capable of improving the automatic detection of plagiarism levels in source code. The functioning of the created approach is based on Bioinformatics and Computer Science techniques: tokens of programming language elements, mapping of source codes in synthetic biological sequences, and alignment of biological sequences. The implementation of BIOPLAG was evaluated through seven test scenarios containing 336 source codes implemented in C language used in 168 different tests, considering in each scenario the evaluative performance parameters: precision, recall and measure F. All examples of Plagiarized source codes were produced from three real experiments developed with the participation of students from undergraduate, graduate, and programmers from a software development company in the region. The results obtained were compared with two tools considered to be the reference in state of the art: MOSS and JPLAG. As a result, BIOPLAG performed better in four and equal in three test scenarios considering the indicators of precision, recall, and measure F.
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48. Análise Comportamental Apoiada em Vídeo Rastreamento
- Author
-
Feijoó, Matheus, Marroquim, Ricardo, Paiva, Alexandre, Cunha, Rodrigo, Jardim, Rodrigo, and Serra, Sergio
- Subjects
software development ,bioinformatics ,bioimaging - Abstract
(en)Currently, bioimaging softwares have limitations, where researchers, usually are not computer experts, are overwhelmed by the focus on technology and not on the research they are developing. This work presents a video behavioral analysis system composed of desktop and web modules. Unlike other systems, our application can monitor multiple bodies simultaneously; users can configure their experiments through a web environment. These features facilitate the management of data and metadata,allowing the dissemination of the use of the application by several researchers because it is open-source and cross-platform. (pt-br) Atualmente softwares de bioimageamento apresentam limitações, onde pesquisadores, geralmente não especialistas em computação, estão sobrecarregados por focar somente na tecnologia e não na pesquisa que está desenvolvendo. Este trabalho apresenta um ambiente de análise comportamental apoiada por vídeo rastreamento composto por módulos desktop e Web. Diferentemente dos demais sistemas, nossa contribuição pode monitorar múltiplos corpos simultaneamente, os usuários podem configurar seus experimentos através de um ambiente para gestão simplificada dos dados gerados pelos experimentos. Essas características facilitam a gestão dos dados e permite a difusão do uso da aplicação por vários pesquisadores pois é open-source e multiplataforma.
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49. An��lise Comportamental Apoiada em V��deo Rastreamento
- Author
-
Feijo��, Matheus, Marroquim, Ricardo, Paiva, Alexandre, Cunha, Rodrigo, Jardim, Rodrigo, and Serra, Sergio
- Subjects
software development ,bioinformatics ,bioimaging - Abstract
(en) Currently, bioimaging softwares have limitations, where researchers, usually are not computer experts, are overwhelmed by the focus on technology and not on the research they are developing. This work presents a video behavioral analysis system composed of desktop and web modules. Unlike other systems, our application can monitor multiple bodies simultaneously; users can configure their experiments through a web environment. These features facilitate the management of data and metadata,allowing the dissemination of the use of the application by several researchers because it is open-source and cross-platform. (pt-br) Atualmente softwares de bioimageamento apresentam limita����es, onde pesquisadores, geralmente n��o especialistas em computa����o, est��o sobrecarregados por focar somente na tecnologia e n��o na pesquisa que est�� desenvolvendo. Este trabalho apresenta um ambiente de an��lise comportamental apoiada por v��deo rastreamento composto por m��dulos desktop e Web. Diferentemente dos demais sistemas, nossa contribui����o pode monitorar m��ltiplos corpos simultaneamente, os usu��rios podem configurar seus experimentos atrav��s de um ambiente para gest��o simplificada dos dados gerados pelos experimentos. Essas caracter��sticas facilitam a gest��o dos dados e permite a difus��o do uso da aplica����o por v��rios pesquisadores pois �� open-source e multiplataforma.
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50. Desenvolvimento e aplica??o de fun??es escore otimizadas para previs?o de afinidade entre prote?nas e ligantes
- Author
-
Waszak, Rosana da Silva and Azevedo Junior, Walter Filgueira de
- Subjects
Bioinform?tica ,Protein-ligand Interactions ,Scoring functions ,Bioinformatics ,Machine learning ,Fun??es escore ,Aprendizado de m?quina ,Intera??es prote?na-ligante ,BIOLOGIA GERAL [CIENCIAS BIOLOGICAS] - Abstract
Cinases s?o as prote?nas mais intensamente estudadas no desenvolvimento e desenho de f?rmacos. Dentre as cinases, as serino/treonino cinases n?o espec?ficas representam um sistema proteico interessante para prop?sitos de modelagem, devido ? grande disponibilidade de dados experimentais estruturais e funcionais. As serino/treonino cinases n?o espec?ficas compreendem uma importante classe de prote?nas alvo usadas para o desenvolvimento de f?rmacos para tratamento de c?ncer. Neste estudo, foi descrita a cria??o de modelos de Aprendizado de M?quina para predi??o de afinidade entre prote?nas e ligantes para esta classe enzim?tica. Foram utilizados para tal termos de energia calculados por Fun??es Escore cl?ssicas dispon?veis em programas como AutoDock4 e AutoDock Vina. Estes termos foram empregados para a cria??o de novas Fun??es Escore espec?ficas para um conjunto de dados composto por aproximadamente 100 complexos prote?na-ligante, para os quais dados experimentais como a estrutura cristalogr?fica e a constante de inibi??o estavam dispon?veis. Foi aplicado tamb?m um m?todo h?brido que utiliza a simula??o de um sistema de massa-mola para determinar a afinidade de liga??o, usando o programa Taba. Todas as Fun??es Escore geradas tiveram sua performance preditiva analisada. Os resultados mostram claramente que os modelos de aprendizado de m?quina apresentam capacidade preditiva superior quando comparados com as Fun??es Escore cl?ssicas. Al?m disso, os modelos de Aprendizado de M?quina gerados foram capazes de identificar caracter?sticas estruturais, respons?veis pela afinidade de liga??o junto a serino/treonino cinases n?o espec?ficas. Kinases are the most intensively studied protein in drug design and development. Among kinases, non-specific serine/threonine protein kinase represents an interesting protein system for modeling purposes due to the availability of structural and functional experimental data. Non-specific serine/threonine protein kinase comprises an important class of protein targets used to develop drugs to treat cancer. In this study, we describe the creation of machine learning models to predict protein-ligand binding affinity for this enzymatic class. We make use of energy terms available in classical scoring functions such as Autodock4 and AutoDock Vina. We use these terms to build a novel scoring function targeted to a dataset comprised of nearly 100 protein-ligand complexes for which experimental crystallographic structure and inhibition constant data are available. We also applied a hybrid mass-spring method to determine binding affinity using the program Taba. We carried out predictive performance analysis of all scoring functions. Our study clearly shows that machine learning models present superior predictive performance when compared with classical scoring functions. Also, our machine learning models can capture structural features responsible for the binding affinity against non-specific serine/threonine protein kinases. Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES
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- 2020
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