Desenvolvimento e aplicação de ferramentas computacionais para análise integrativa de dados ômicos

• Processo: 20/10636-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2020
• Área de conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Flavia Vischi Winck
• Beneficiário: Pedro Magalhães Martins
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 16/06601-4 - Análise integrativa de sistemas para o estudo de redes de regulação da expressão gênica relacionadas à produção de biomassa em microalgas, AP.BIOEN.JP
• Assunto(s): Biologia computacional Biorremediação Regulação da expressão gênica Microalgas Banco de dados
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bancos de Dados | dados ômicos | integração de dados | Microalga | Redes Biológicas | Regulação | Bioinformática

Resumo

A atual conjuntura sócio-ambiental demanda novas alternativas para o desenvolvimento de fontes de energia renovável e geração de produtos de valor agregado com base no uso de biomassa renovável e tecnologias limpas. Neste contesto, as microalgas fotossintetizantes aparecem como promissores organismos capazes de atuar na biorremediação ambiental de forma acoplada a seu uso em bioprocessos de geração de compostos de valor agregado, tais como biocombustíveis e pigmentos de alto valor de mercado. Entretanto, o estudo e aplicação das microalgas em processos de escalas industriais ainda é incipiente, carecendo de avanços significativos no conhecimento da biologia das microalgas para o fomento de seu uso em aplicações biotecnológicas. Com o estudo de respostas celulares com base no uso de plataformas ômicas, tais como a proteômica, transcriptômica e metabolômica é possível desvendarmos componentes de redes biológicas envolvidas com a capacidade celular de acúmulo de biomassa ou de outros compostos de alto valor agregado (Aucoin, et al., 2016). Entretanto, o conhecimento adquirido com tais plataformas deve ser integrado para que se possa reconhecer padrões e características emergentes dos sistemas biológicos que não podem ser vistas observando-se os diferentes níveis de informação biológica separadamente. Portanto, a presente proposta de pesquisa visa desenvolver ferramentas computacionais para a análise integrativa dos dados ômicos gerados no estudo de redes de regulação da expressão gênica relacionados ao acúmulo de biomassa em microalgas. Não existe ainda uma estratégia metodológica definitiva para este tipo de análise, e dessa forma, o desenvolvimento de métodos e ferramentas computacionais para implementação das análises integrativas se dará principalmente pelo desenvolvimento in-house de ferramentas de integração de análises probabilísticas de padrões conservados entre os perfis de dados ômicos resultantes de respostas celulares gerais e específicas com análises da conservação ou enriquecimento de elementos de anotação funcional dos processos biológicos identificados para os dados ômicos em séries de tempo.