Harmonização dos dados de sequenciamento do genoma completo para análise de interação gene-ambiente

• Processo: 24/06730-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2028
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Genética - Genética Humana e Médica
• Pesquisador responsável: Marcos Leite Santoro
• Beneficiário: Pedro Henrique Destro
• Instituição Sede: Escola Paulista de Medicina (EPM). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 23/05560-6 - Abordagens genéticas e epigenéticas como modelos preditivos em transtornos mentais, AP.JP
• Assunto(s): Genética psiquiátrica Transtornos mentais Interação gene-ambiente Biologia computacional Sequenciamento completo do genoma
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bioinformática | interação gene-ambiente | Sequenciamento do genoma completo | Transtornos mentais | Genética Psiquiátrica

Resumo

O desenvolvimento de transtornos mentais (TMs) possui grande influência de fatores genéticos e ambientais. As variantes genéticas envolvidas no avanço desses transtornos apresentam diferentes tamanhos, desde variantes de nucleotídeos únicos (SNVs) até grandes variantes estruturais, como as variações no número de cópias (CNVs). Novas tecnologias genômicas, como o sequenciamento do genoma completo (WGS), permitem uma melhor compreensão das bases genéticas acerca dos transtornos mentais. O método de WGS tem o potencial de identificar variantes raras em aproximadamente 99% do genoma não codificante. Essa técnica também é capaz de detectar a maioria das alterações estruturais, como translocações e inversões. Além disso, o WGS pode aprimorar a detecção de variantes comuns em estudos de associação genômica em larga escala (GWAS) existentes, com métodos estatísticos para inferir SNPs que não sejam genotipadas pela imputação. Da mesma forma, os dados de WGS podem possibilitar a identificação de variantes estruturais, incluindo CNVs, que podem não ser precisamente identificadas pelo método de genotipagem. Porém, a manipulação desse tipo de dado ainda é um desafio. Com o WGS a ordem de magnitude de dados é consideravelmente superior (~3 bilhões), em comparação aos dados de GWAS (~20 milhões) e o método de Sequenciamento Total do Exoma (~30 milhões). Neste projeto, a Coorte Brasileira de Alto Risco para Transtornos Mentais (BHRCS) e o PUMASBrasil já concluíram o sequenciamento de mais de 16 mil indivíduos. Para essa bolsa de Doutorado Direto (DD), o objetivo será realizar a harmonização dos dados de sequenciamento destas duas coortes (sequenciados em locais diferentes) bem como a integração com os dados provenientes do UK Biobank (N~500.000 WGS). Para o processamento desse tipo de dado, técnicas de bioinformática são aplicadas em etapas como controle de qualidade das leituras brutas, pré-processamento dos dados, alinhamento das amostras, chamada de variantes, montagem do genoma, anotação do genoma e análises adicionais conforme o interesse de pesquisa. A próxima etapa necessária para o processamento dos dados de sequenciamento das coortes será o alinhamento das amostras. Nos primeiros dois anos de projeto, o bolsista DD irá realizar essas etapas iniciais de processamento de dados e integração das coortes. Vale ressaltar que no objetivo dos dois primeiros anos, estes dados processados serão utilizados também para outras bolsas em andamento relacionados ao módulo genômico (2022/16317-2, 2022/15880-5, 2024/02457-3, 2024/04224-5). A partir do terceiro ano, o foco do estudo será na integração das variantes genéticas identificadas com o dados de exposição ambiental disponíveis nas três coortes, como por exemplo abuso de substâncias. Desta forma, esse projeto irá contribuir diretamente com o módulo genômico, mas também com o módulo integrativo (Objetivo 4.3.1 do Jovem Pesquisador, ver Figura 1.C representando fatores ambientais em verde), permitindo elucidar mais precisamente o restante de sua herdabilidade observada dos TMs. (AU)