Bioinformática dos projetos genoma e transcriptoma de C. cacaofunesta

• Processo: 11/06672-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2011
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2012
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Molecular e de Microorganismos
• Pesquisador responsável: Gonçalo Amarante Guimarães Pereira
• Beneficiário: Leandro Costa Do Nascimento
• Instituição Sede: Instituto de Biologia (IB). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 09/50119-9 - Estudo integrado e comparativo de três doenças fúngicas do cacau: vassoura-de-bruxa, monilíase e mal do facão, visando à compreensão de mecanismos de patogenicidade para o desenvolvimento de estratégias de controle, AP.TEM
• Assunto(s): Biologia computacional Ceratocystis cacaofunesta Genomas Transcriptoma Alinhamento de sequência Predição de genes
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Alinhamento de sequências | Montagem de genoma | Predição de Genes | Bioinformática

Resumo

A doença Vassoura-de-bruxa do cacaueiro causada pelo fungo Moniliophthora perniciosa constitui um dos maiores problemas fitosanitários do Brasil. Devido as complexidade da doença e a falta de estratégias de controle eficientes, o laboratório de Genômica e Expressão da Unicamp começou no ano 2001 o projeto genoma de M. perniciosa. As análises do seqüenciamento permitiram direcionar pesquisas na tentativa de conhecer sobre a biologia do fungo. Em 2009, o laboratório propôs o seqüenciamento de outros fungos patogênicos que representam uma ameaça a cacauicultura no Brasil, dentre os quais Ceratocystis cacaofunesta, espécie causadora da doença conhecida como mal do facão, que leva à morte da planta infectada.Usando as novas tecnologias de seqüenciamento, como Illumina/Solexa, é possível gerar em semanas uma quantidade de sequências suficientes para fechar o genoma do fungo C. cacaofunesta. Além disso, também é possível gerar uma quantidade de sequências de transcritos suficientes para fornecer uma visão geral do transcriptoma da interação planta-patógeno nas diversas fases da doença.Após o recebimento das sequências, inicia-se a montagem do genoma, que é realizada através de programas de bioinformática que contabilizam as sobreposições entre as sequências e, dessa forma conseguem reconstruir o DNA original. Para Solexa, existem vários programas de montagem disponíveis pela comunidade científica, sendo que, dentre eles o software Velvet tem se destacado.Após a obtenção do genoma, é iniciado o processo de anotação automática das regiões codantes. A busca pelas regiões codantes de novos organismos pode ser realizada através de softwares de predição gênica ab-initio (baseados somente na sequência genômica do organismo) e comparativa. Com essa metodologia é possível encontrar todos os genes, inclusive os genes específicos de cada organismo, e através das comparações entres os mesmos e banco de dados biológicos é possível inferir informações funcionais e metabólicas. Contando com as sequências do genoma e das regiões codantes do fungo é possível utilizar os dados de seqüenciamento de transcritos de Solexa para análise de expressão gênica diferencial. Esta etapa é realizada através do alinhamento das sequências com o genoma ou com as regiões codantes do fungo e da planta. Esta etapa é realizada utilizando softwares como o TopHat (no caso de genoma, pois ele é o único que permite splicings nos alinhamentos) ou SOAP (no caso das regiões codantes). A expressão gênica diferencial é realizada através do calculo da razão entre o tratado e o controle dos valores de RPKM (reads per kilobases per million), grandeza esta que representa o número de reads médio e normalizado que alinham com o gene. (AU)