Aprendizagem profunda baseada em tecnologia nanopore para mapear sítios de replicação do DNA em Trypanosoma cruzi

• Processo: 24/00401-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Internacional
• Data de Início da vigência: 18 de setembro de 2024
• Data de Término da vigência: 17 de outubro de 2024
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Parasitologia - Protozoologia de Parasitos
• Pesquisador responsável: Maria Carolina Quartim Barbosa Elias Sabbaga
• Beneficiário: Maria Carolina Quartim Barbosa Elias Sabbaga
• Pesquisador visitante: Jeziel Dener Damasceno
• Instituição do Pesquisador Visitante: University of Glasgow, Escócia
• Instituição Sede: Instituto Butantan. São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/00694-6 - Como o processo de replicação do DNA contribui para o sucesso da infecção causada por Trypanosoma cruzi, AP.TEM
• Assunto(s): Replicação Trypanosoma cruzi
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: D-NAscent | nanopore | Origens de replicação | replicação | Trypanosoma cruzi | protozoologia molecular

Resumo

Os parasitas tripanossomatídeos, nomeadamente Trypanosoma cruzi, Leishmania spp. e Trypanosoma brucei, são os agentes etiológicos da doença de Chagas, leishmaniose e doença do sono, respectivamente. Coletivamente, essas doenças têm um impacto profundo na saúde pública em todo o mundo. Uma marca desses parasitas é sua plasticidade genômica, principalmente por meio de variações no número de cópias genéticas e cromossômicas. Essa maleabilidade do genoma está frequentemente associada à resistência aos medicamentos, colocando desafios significativos aos esforços de erradicação de doenças. Uma questão fundamental, mas ainda não resolvida, na biologia do genoma dos tripanossomatídeos são os processos pelos quais esses parasitas gerenciam a replicação do seu genoma. Compreender isso é fundamental para elucidar o intrincado equilíbrio que eles mantêm entre a variabilidade e a estabilidade do genoma. Avanços recentes na tecnologia de sequenciamento Oxford Nanopore e na bioinformática orientada para o aprendizado profundo, exemplificados por ferramentas como o D-Nascent, oferecem sensibilidade e resolução sem precedentes para analisar a replicação do DNA no nível de molécula única nesses patógenos. Damasceno, da Universidade de Glasgow, desenvolveu pipelines abrangentes de bioinformática para analisar extensivamente conjuntos de dados D-Nascentes de Leishmania e T. brucei. A colaboração proposta visa adaptar esses pipelines para um exame aprofundado do cenário de replicação do DNA no T. cruzi. Ao utilizar conjuntos de dados D-Nascentes existentes de T. cruzi, as atividades aqui propostas irão elucidar, pela primeira vez, a Direcionalidade da Forquilha de Replicação de DNA (RFD) e Métricas de Eficiência de Origem (OEM) em escala genômica em T. cruzi. Damasceno também integrará a análise RFD e OEM com conjuntos de dados publicados e não publicados, permitindo examinar como a dinâmica de replicação do DNA se correlaciona com o conteúdo da sequência do genoma, características epigenéticas e início da transcrição neste parasita. A disponibilidade imediata de conjuntos de dados extensos e previamente validados garante um rápido início e progressão deste projeto. Ao descobrir as nuances da dinâmica de replicação do DNA no T. cruzi, pretendemos aprofundar nossa compreensão dos mecanismos de manutenção do seu genoma. Além disso, esta investigação lançará as bases para análises comparativas com outros tripanossomatídeos (L. major e T. brucei), promovendo conhecimentos sobre a sua biologia evolutiva e a patobiologia das doenças que geram. (AU)