Desenvolvimento de um algoritmo para a montagem do genoma poliplóide de cana-de-açúcar

• Processo: 12/51062-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa BIOEN - PITE
• Vigência: 01 de fevereiro de 2013 - 31 de janeiro de 2016
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Biologia Molecular
• Convênio/Acordo: Microsoft Research
• Pesquisador responsável: Glaucia Mendes Souza
• Beneficiário: Glaucia Mendes Souza
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Município: São Paulo
• Instituição parceira: Microsoft
• Auxílios(s) vinculado(s): 15/50102-0 - Extending synthetic biology collaborations between WISB and BSSB, AP.R SPRINT
• Bolsa(s) vinculada(s): 15/03999-4 - Desenvolvimento de um algoritmo para a montagem do genoma poliploide de cana-de-açúcar, BP.TT; 14/10948-4 - Desenvolvimento de um algoritmo para a montagem do genoma poliploide de cana-de-açúcar, BP.TT; 13/21503-0 - Desenvolvimento de um algoritmo para a montagem do genoma poliploide de cana-de-açúcar, BP.TT
• Assunto(s): Algoritmos Genomas Análise de sequência de DNA Cana-de-açúcar Bioenergia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Algoritmos | Cana De Acucar | Genoma | Montagem | Sequenciamento

Resumo

Os desafios do seqüenciamento do genoma da cana-de-açúcar são a montagem e a análise de um genoma altamente complexo poliplóide e aneupoliplóide, com set de genes homólogos que podem variar de 10 a 20 cópias (alelos). O projeto proposto pretende melhorar, através do desenvolvimento de novos algoritmos, a montagem de seqüências de shotgun dos conjuntos de dados gerados pelos grupos de pesquisa do programa BIOEN. Pretendemos reunir dados de seqüenciamento de shotgun obtidos utilizando equipamento 454 e Illumina utilizando diferentes protocolos para a montagem de um genoma referencia do cultivar SP80-3280. Para completar a montagem o grupo desenvolverá algoritmos que permitirão o reconhecimento de cópias múltiplas de qualquer região do genoma referência. O grupo realizará análise comparativa com outros genomas, especialmente Sorghum que apresenta muita sintenia com cana-de-açúcar, para avaliar a qualidade das seqüências montadas. Dados já existentes de transcriptoma de cana-de-açúcar serão integrados para validar modelos gênicos e inferir funções gênicas. A Microsoft irá desenvolver algoritmos para a montagem do genoma poliplóide de cana-de-açúcar para reforçar a identificação de alelos e melhorar a montagem, os resultados irão contribuir para o avanço do conhecimento em genômica de plantas, para estabelecer infra-estrutura computacional e na formação de recursos humanos altamente qualificados em bioinformática. A longo prazo, esperamos criar ferramentas de biologia computacional para resolver genomas poliplóides inicialmente com a cana-de-açúcar, mas que poderão ser aplicadas para outros cultivares poliplóides. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

ZHANG, JISEN; ZHANG, XINGTAN; TANG, HAIBAO; ZHANG, QING; HUA, XIUTING; MA, XIAOKAI; ZHU, FAN; JONES, TYLER; ZHU, XINGUANG; BOWERS, JOHN; et al. Allele-defined genome of the autopolyploid sugarcane Saccharum spontaneum L.. Nature Genetics, v. 50, n. 11, p. 1565+, NOV 2018. (14/50921-8, 12/51062-3, 08/52146-0)

SOUZA, GLAUCIA MENDES; VAN SLUYS, MARIE-ANNE; LEMBKE, CAROLINA GIMILIANI; LEE, HAYAN; MARGARIDO, GABRIEL RODRIGUES ALVES; HOTTA, CARLOS TAKESHI; GAIARSA, JONAS WEISSMANN; DINIZ, AUGUSTO LIMA; OLIVEIRA, MAURO DE MEDEIROS; FERREIRA, SAVIO DE SIQUEIRA; et al. Assembly of the 373k gene space of the polyploid sugarcane genome reveals reservoirs of functional diversity in the world's leading biomass crop. GIGASCIENCE, v. 8, n. 12, DEC 2019. (13/07467-1, 13/18322-4, 17/02842-0, 08/52074-0, 14/50921-8, 15/22993-7, 12/51062-3, 17/02270-6, 11/50761-2, 16/17545-8, 16/06917-1, 13/23048-9, 08/52146-0, 15/15346-5)

SOUZA, GLAUCIA MENDES; VAN SLUYS, MARIE-ANNE; LEMBKE, CAROLINA GIMILIANI; LEE, HAYAN; MARGARIDO, GABRIEL RODRIGUES ALVES; HOTTA, CARLOS TAKESHI; GAIARSA, JONAS WEISSMANN; DINIZ, AUGUSTO LIMA; OLIVEIRA, MAURO DE MEDEIROS; FERREIRA, SAVIO DE SIQUEIRA; et al. Assembly of the 373k gene space of the polyploid sugarcane genome reveals reservoirs of functional diversity in the world's leading biomass crop. GIGASCIENCE, v. 8, n. 12, p. 18-pg., 2019-12-01. (14/50921-8, 17/02842-0, 08/52074-0, 15/22993-7, 08/52146-0, 13/18322-4, 12/51062-3, 13/07467-1, 17/02270-6, 11/50761-2, 13/23048-9, 16/06917-1, 15/15346-5, 16/17545-8)