Banca de DEFESA: Deborah Ribeiro Bambil

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : Deborah Ribeiro Bambil
DATA : 25/07/2023
HORA: 14:00
LOCAL: Auditório 2 do IB
TÍTULO:

"Ferramenta computacional de identificação e análise de redundância de pre-miRNAs." 

PALAVRAS-CHAVES:

cura de dados, ipê rosa, Handroanthus impetiginosus, hidden Markov models, homologia, modelos de covariância, pre-miRNAs, redundância.

PÁGINAS: 87
RESUMO:

microRNAs (miRNAs) são sequências curtas de RNAs não codificantes que atuam na expressão gênica. A forma madura possui de 20 a 24 nucleotídeos (nt), já a estrutura precursora (pre-miRNAs) tem no máximo 300 nt (critérios atualizados). As duas formas possuem alta conservação nos cinco grupos de plantas terrestres, principalmente a forma madura devido a sua curta sequência. Nos últimos anos, estudos relacionados à premiRNAs e miRNAs maduros cresceram substancialmente, gerando inúmeras anotações e aumentando o desafio das análises. O objetivo deste trabalho foi realizar a cura de dados e analisar a redundância dos conjuntos de dados de pre-miRNAs e miRNAs maduros para construir uma ferramenta computacional visando identificar novos premiRNAs. pre-miRNAs são mais informativos na identificação de miRNAs em experimentos e nos estudos evolutivos. Os genomas de uma planta modelo (arroz - Oryza sativa L.) e de uma espécie silvestre (ipê rosa – Handroanthus impetiginosus Mart. ex DC. Mattos) foram analisados na ferramenta computacional. Neste pipeline, a partir do conjunto de dados curados de pre-miRNAs (critérios atualizados), analisou-se a redundância por família de pre-miRNAs com a identidade entre 95% e 70% (intervalos de 5%), com a ferramenta T-Coffee. Os alinhamentos mostram a correspondência de similaridade em cores (good - rosa, average - amarelo, bad - verde e azul). Foram extraídas dos alinhamentos as características de cores com a ferramenta Inovtaxon e classificadas com o algoritmo Deep Learning (DL) na ferramenta Weka. A métrica medida-F, resultante do DL, apresentou o resultado da classificação por cores, que foi usada para fazer a ANOVA, onde o limite de 80% foi significativo em comparação com os outros limites. Para a identificação de novos pre-miRNAs em genomas, foram construídos modelos de covariância (CMs) com a ferramenta Infernal a partir do conjunto de dados curados de pre-miRNAs. Essa abordagem utiliza a busca por homologia. A saída desses resultados ocorre em diretórios de acordo com os limites de redundância (idênticos, não idênticos, de 95% a 70%) com a ferramenta skipRedundant. As saídas discriminadas por limites facilitam as análises das cópias idênticas ou de cópias altamente similares, assim é possível uma pre-seleção de exemplares que serão destinados para validação experimental. Essas rotinas estão na ferramenta computacional PmiR-Select, de código aberto, com as instruções de uso e registrada como patente de software (nº BR512022001292). No miRBase existem 8677 pre-miRNAs de plantas de 2942 famílias. Com o limite de 300 nt, o número de premiRNAs reduziu para 8304 (↓4,3%) em 2726 (↓7,3%) famílias. As angiospermas (Ang) possuem o maior número de famílias de pre-miRNAs (n=2294), seguido pelas gimnospermas (Gim - n=281), briófitas (Bri - n=121) e algas (n=80). A família MIR169, envolvida com floração e fotossíntese, apresentou o maior número de premiRNAs (n=391) e ocorre somente nas Ang e Gim. A PmiR-Select foi validada com o genoma do arroz (388 Mb), foram identificados novos 4087 pre-miRNAs, homólogos a 31 famílias. Dezesseis famílias existentes no miRBase para o arroz e quinze novas famílias. Essas 31 famílias de pre-miRNAs estão envolvidas no crescimento, desenvolvimento e respostas aos estresses biótico e abiótico. No miRBase estão registradas 557 pre-miRNAs de 341 famílias para o arroz, essas 15 novas famílias representam um aumento de 4,4% famílias no total de pre-miRNAs depositados. Esses novos pre-miRNAs e famílias podem auxiliar o delineamento e análise de resultados de futuros experimentos de bancada ou computacional. No genoma do ipê rosa (503 MB), utilizando um pipeline baseado no perfil hidden Markov models (HMM), foram identificados 5229 pre-miRNAs de 62 famílias. No uso da PmiR-Select para predição de novos pre-miRNAs no genoma do ipê rosa, foram identificados 912 novos pre- miRNAs homólogos a 24 famílias de pre-miRNAs, enquanto que a partir do RNA-Seq estão sendo analisados. Esses potenciais novos pre-miRNAs, a partir da PmiR-Select, estão envolvidos no crescimento, desenvolvimento, respostas aos estresses biótico e abiótico de plantas modelo. O ipê rosa é considerado uma espécie nativa do bioma Cerrado, o sequenciamento do seu genoma foi o primeiro da família Bignoniaceae. Como o genoma do ipê rosa, mais de 90% dos genomas sequenciados não foram ainda anotados para as sequências de miRNAs e pre-miRNAs nas bases de dados. O uso da PmiR-Select abre a oportunidade para a exploração inicial de novos pre-miRNAs de espécies nativas e únicas para diferentes clados, como para estratos específicos dos diversos biomas. Na validação da PmiR-Select com genoma do arroz e do ipê, foi observado que algumas melhorias podem ser acrescentadas visando melhorar a aplicação dos resultados obtidos. Como a localização dos pre-miRNAs nos cromossomos e identificação de pre-miRNAs como possíveis elementos repetitivos não funcionais. Ademais, deve-se ressaltar a importância desse trabalho na formação de massa crítica nesse tema que é de grande importância na agricultura e na medicina.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 2241442 - LUCIO FLAVIO DE ALENCAR FIGUEIREDO
Externa à Instituição - PRISCILA GRYNBERG - EMBRAPA
Externo ao Programa - 2644635 - ROBERT NEIL GERARD MILLER - UnBExterno à Instituição - ROBERTO COITI TOGAWA - EMBRAPA
Externo ao Programa - 1143211 - THIAGO JOSE DE CARVALHO ANDRE - UnB