Genómica Licenciatura em Ciências Biomédicas

Apresentação em tema: "Genómica Licenciatura em Ciências Biomédicas"— Transcrição da apresentação:

1 Genómica Licenciatura em Ciências Biomédicas
Departamento de Ciências da Saúde, UCP Maio2013

2 Sumário Metagenómica – o que é? Necessidade da metagenomica
Abordagens metagenómicas: Colheita e processamento inicial de amostras Anotação dos dados Baseada em funções Baseada em sequências Resultados e aplicações. Exemplos. Genómica MJC

3 Metagenómica Conjunto de técnicas Área do conhecimento 20-05-2013
Genómica MJC

4 Construção das sequências
Genómica Genómica estrutural Construção das sequências Montagem Anotação Epigenómica Espécies/Indivíduos Comunidades/Ambientes Genómica MJC

5 Conjunto de técnicas Métodos experimentais e computacionais
Diversidade e dificuldade na cultura dos microrganismos Técnicas aplicadas ao conhecimento da composição e actividade das comunidades Forma de representar uma complexidade que não pode ser caracterizada exaustivamente. Genómica MJC

6 Área do Conhecimento Escala diferente de estudo Transcende o individuo
Descreve a Comunidade Conhecimento de redes de genes com funções supra-organismos Biologia de sistemas para comunidades Genómica MJC

7 Dificuldades associadas à cultura
Postulados de Koch Descrição do MO apenas em casos de doença Cultura pura e caracterização Inoculação em hospedeiro saudável Reisolamento e recaracterização. Identificação de microrganismos Testes de visualização Testes bioquímicos de culturas puras Testes moleculares de dulturas puras Genómica MJC

8 Mas …. Não se conhecem os requisitos de cultivo da grande maioria dos MO Na natureza os microrganismos não existem em culturas puras Genómica MJC

9 Dificuldades no cultivo - Evidência
Genómica MJC

10 Dificuldades no cultivo - Consequência
Genómica MJC

11 Tipos de Diversidade Morfológica Metabólica Métodos de visualização
Métodos moleculares Genómica MJC

12 O mundo é dos microrganismos
Nº de espécies: >> Milhões?? O que é uma especie? Nº de indivíduos: 5x1030 Reserva de biomassa (C, N e P) Diversidade de habitats: 340°C, tropoesfera até profundezas do solo. Diversidade metabólica: fotossíntese sem oxigénio, vários tipos de fermentações, metabolismos produtores de energia a partir de vários substratos. Impacto ambiental: remediação, patologias, comensais, produção de energia, alimentação, fotossíntese Genómica MJC

13 Como se conhecem então os Microrganismos?
Perez-Losada et al Infection, Genetics and Evolution 16:38-53, 2013 Genómica MJC

14 Microrganismos = Desafios
Mais diversos do que se pensava Regras de herditariedade e evolução diferentes das dos eucariotas Genómica MJC

15 Maior diversidade do que esperado
E. coli : Bactéria muito conhecida 3 estirpes da mesma espécie (16ssRNA) Partilha muito baixa de genes expressos Efeitos na comunidade altamente diferenciados Genómica MJC

16 Herditariedade Evolução
Genómica MJC

17 Como é que a metagenómica pode ajudar?
Abordagem: Comunidade versus espécies ou estirpes Técnicas: DNA total das amostras versus DNA amplificado por PCR Genómica MJC

18 Abordagens experimentais
Nature Microbiology reviews 2005 “Focus on Metagenomics” Relembrar clonagem e vetores Genómica MJC

19 Bibliotecas de DNA Quanto mais DNA mais informação:
Extracção eficaz para todas as espécies Tamanho dos fragmentos é fundamental Clonagem é um passo que pode dificultar a análise Genómica MJC Daniel, R. (2005)

20 Vantagens e desvantagens dos vectores
Genómica MJC Daniel, R. (2005)

21 Procura dos genes/Anotação
Por função Normalmente metabólica Implica que se consegue expressar a sequência nos vectores Por sequências conhecidas Trabalho bioinformático depois da sequenciação. Requer poder computacional extremo. Genómica MJC

22 Screening por função Daniel, R. (2005) Genómica MJC

23 Genómica MJC

24 Screening por função vs sequência
Genómica MJC

25 Trabalho para a aula: Procurar estudos de metagenómica de ambientes humanos. Usar pesquisa do Pubmed (2 alunos), do Science direct (2 alunos) e google scholar (2 alunos). Verificar qual foi a aproximação experimental (obtenção e processamento inicial da amostra) Verificar qual foi a abordagem para a clonagem utilizada Verificar qual foi a estratégia usada para descobrir novos genes. (Sequence driven ou function driven) Verificar que aplicações pode ter na saúde humana Genómica MJC

26 Referências Nature Reviews Microbiology 3,   (June 2005) | doi: /nrmicro1160. Na pasta do molar. Aula de genómica WSU (Na pasta do molar). Artigos a analisar na pasta do molar. Genómica MJC