Cooperation for Analysis of Gene Expression - CAGE

Resumo

Genomas inteiros e conjuntos completos de ESTs de micro-organismos científica e economicamente importantes, de organismos-modelo relevantes e de humanos estão se tornando disponíveis rapidamente. Para aproveitar estes conjuntos enormes de sequências genômicas e de ESTs, vários laboratórios acadêmicos e industriais estão desenvolvendo tecnologias para analisar a ex¬pressão gênica no nível do RNA abrangendo todo o genoma usando DNA microarrays, também chamados de DNA chips. Estas técnicas têm o potencial de gerar centenas de pontos de dados para a expressão de dezenas de milhares de genes, cujo impacto na pesquisa biológica pode ser revolucionária. A análise de tais enormes quantidades de dados colocam problemas complexos e não solucionados de armazenamento, data mining e projeto de preditores de estados de genes. Como um todo, estas tarefas exigem a colaboração coordenada de, por um lado, cientistas da computação e matemáticos e, por outro, biólogos moleculares e bioquímicos. Para este objetivo, equipes interdisciplinares de cientistas estão sendo organizadas nos países que lideram no momento a pesquisa internacional do genoma. No estado de São Paulo, a FAPESP lançou um programa genoma que foi iniciado pelo sequenciamento da Xylella fastidiosa e agora foi estendido para genomas de outros micro-organismos e ESTs de células cancerígenas humanas e células vegetais de cana de açúcar. Esta iniciativa da FAPESP estabeleceu condições suficientes para disparar um projeto local competitivo de genoma funcional pela tecnologia de DNA microarrays. Esta proposta à FAPESP busca organizar a "Cooperação para Análise de Genes e sua Expressão", CAGE, uma organização informal que coordenará os esforços cooperativos de biólogos moleculares do Instituto de Química (IQ USP) e cientistas da computação e matemáticos do Instituto de Matemática e Estatística (IME- USP), para estudar a expressão gênica pela tecnologia de DNA microarrays. O objetivo imediato é instalar um laboratório equipado para: a) impressão robótica de alta precisão de milhares de pontos de seqüências de cDNA por cm2 em lâminas de vidro (DNA chips); b) desenvolvimento de procedimentos para hibridizar cDNA marcado fluorescentemente em lâminas de DNA; c) rasterização (scanning) em alta velocidade de DNA chips com um microscópio confocal de rasterização fluorescente controlado por computador. Para se ter um acesso rápido a esta tecnologia, nós estamos acertando uma colaboração com o NIH Microarray Project, dirigido pelos Drs. Jeffrey M. Trent e Michael Bittnet do Cancer Genetics Branch, National Human Genome Research Institute (NHGRI), NIH, Bethesda, MA, USA. Os objetivos a curto e longo prazo são analisar a expressão gênica em: a) diversos micro-organismos: Xylella fastidiosa, Dictyostelium discoideum. Xanthomonas campestris, Saccharomyces cerevisiae e Trypanosoma cruzi; b) células de câncer humano e c) ciclo celular de células adrenocorticais. Para cada caso, a justificativa, os objetivos específicos e o projeto experimental serão apresentados em projetos temáticos respectivamente dirigidos por biólogos moleculares experientes do IQ- USP. Para o armazenamento e análise de dados, projetos de pesquisa estão sendo elaborados por uma equipe de pesquisadores seniores e seus associados do IME-USP, buscando o desenvolvimento de novas ferramentas para a modelagem computacional, data mining, análise de clusters e projeto de preditores não lineares. Esta área de pesquisa matemática e computacional se beneficiará de interações com a equipe do DI. E. R. Dougherty no NHGRI e da Texas A&M University, Texas Center for Applied Technology, Department of Electrical Engeneering, Texas, USA, com quem o DI. Junior Barrera, do IME-USP, vem mantendo projetos de pesquisa há alguns anos. (AU)