Uma nova abordagem para identificação da provável origem de genes exclusivos de bactérias

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Wagner, Priscilla Koch
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Análise filogenética; Anotação de genes; Bioinformática; Bioinformatics; Comparação de genes; Exclusive genes; Filogenia; Gene comparison; Genes annotation; Genes exclusivos; Genomic; Genômica; Phylogenetic analysis; Phylogeny
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/100/100131/tde-24052018-175017/

A comparação de genomas, genes ou até sequências de nucleotídeos não condificantes é uma importante tarefa na qual a bioinformática pode ser aplicada, uma vez que ela auxiliar em diversas atividades, por exemplo, análises filogenéticas. Análise filogenética, por sua vez, busca analisar a relação evolutiva de cada espécie, considerando suas características genéticas. Esses processos e as técnicas que os implementam se baseiam em sequências de nucleotídeos sequenciadas e armazenadas em bancos de dados de genomas públicos. Com análise filogenética também é possível identificar possíveis origens de um gene. Essa tarefa é de grande importância, pois auxilia na identificação da origem de genes patogênicos, podendo auxiliar no combate e prevenção do surgimento de doenças. Um problema potencial dessas sequências é a possibilidade de haver erros nas anotações (marcações de sequências como genes). Esses erros são pouco explorados por pesquisadores atualmente. Outro tema pouco explorado é a análise filogenética de genes exclusivos, que são genes que se manifestam em apenas uma espécie, considerando um grupo de espécies próximas. A identificação de genes exclusivos de alguma espécie pode servir para a correta identificação de, por exemplo, a espécie que causa uma doença, de forma a permitir o uso do tratamento mais específico e adequado. A importância da descoberta de filogenias de genes exclusivos e a dificuldade de garantir a consistência nas anotações genéticas motivaram este trabalho, que teve como objetivo implementar ferramentas para interpretar dados de comparação genética, identificando potenciais erros em anotação de genes exclusivos e criando estratégias para identificar a origem desses genes. As origens de genes exclusivos exploradas neste trabalho envolvem a possibilidade dos genes exclusivos terem derivado de outras famílias de genes do próprio organismo, ou, os genes exclusivos se diferenciaram muito dos genes ancestrais. Essas hipóteses, juntamente com a hipótese da existência de erros de anotação, foram exploradas em experimentos utilizando as ferramentas desenvolvidas. Os experimentos visaram a analisar a aplicabilidade da estratégia desenvolvida. Foram utilizados genomas de bactérias do gênero Xanthomonas, que contém um grande grupo de bactérias que causam doenças em plantas. Os resultados obtidos demonstram que existe uma quantidade considerável de potenciais erros de anotação nos genomas considerados, provando a hipótese de que a inconsistência nas anotações genômicas possui grande influência para a dificuldade na identificação de filogenias (tanto de genes exclusivos como para não exclusivos). Os resultados também demonstraram que boa parte dos genes exclusivos possivelmente se originaram de outras famílias de genes do próprio genoma. Ou ainda, que esses genes sofreram modificações em relação aos genes ancestrais, mas ainda possuem certas semelhanças com sequências de nucleotídeos que não codificam genes em outras espécies mais distantes. Por fim, a estratégia desenvolvida se mostrou útil na análise filogenética das bactérias estudadas, sendo este um forte indício de que a mesma abordagem pode ser utilizada para problemas similares com outras espécies de seres vivos