High-Throughput Transcriptome Analysis for Investigating Host-Pathogen Interactions

Autor(es)

Aquime Goncalves, Andre Nicolau ; Maso, Vanessa Escolano ; Santos de Castro, Icaro Maia ; Vasconcelos, Amanda Pereira ; Tomio Ogava, Rodrigo Luiz ; Nakaya, Helder, I

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: JOVE-JOURNAL OF VISUALIZED EXPERIMENTS; v. N/A, n. 181, p. 22-pg., 2022-03-01.

Resumo

Pathogens can cause a wide variety of infectious diseases. The biological processes induced by the host in response to infection determine the severity of the disease. To study such processes, researchers can use high-throughput sequencing techniques (RNA-seq) that measure the dynamic changes of the host transcriptome at different stages of infection, clinical outcomes, or disease severity.This investigation can lead to a better understanding of the diseases, as well as uncovering potential drug targets and treatments. The protocol presented here describes a complete pipeline to analyze RNA-sequencing data from raw reads to functional analysis. The pipeline is divided into five steps: (1) quality control of the data; (2) mapping and annotation of genes; (3) statistical analysis to identify differentially expressed genes and co-expressed genes; (4) determination of the molecular degree of the perturbation of samples; and (5) functional analysis. Step 1 removes technical artifacts that may impact the quality of downstream analyses. In step 2, genes are mapped and annotated according to standard library protocols. The statistical analysis in step 3 identifies genes that are differentially expressed or co-expressed in infected samples, in comparison with non-infected ones. Sample variability and the presence of potential biological outliers are verified using the molecular degree of perturbation approach in step 4. Finally, the functional analysis in step 5 reveals the pathways associated with the disease phenotype. The presented pipeline aims to support researchers through the RNA-seq data analysis from host-pathogen interaction studies and drive future in vitro or in vivo experiments, that are essential to understand the molecular mechanism of infections. (AU)

• Processo FAPESP: 18/14933-2 - Biologia integrativa aplicada à saúde humana
• Beneficiário: Helder Takashi Imoto Nakaya
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores - Fase 2
• Processo FAPESP: 13/08216-2 - CPDI - Centro de Pesquisa em Doenças Inflamatórias
• Beneficiário: Fernando de Queiroz Cunha
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 19/13880-5 - Leishmanioses na américa latina: uma perspectiva avançada sobre fatores imunopatogenéticos da infecção cutânea e visceral
• Beneficiário: André Nicolau Aquime Gonçalves
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Processo FAPESP: 19/16418-0 - Meta-análise de redes gênicas associadas às infecções virais humanas
• Beneficiário: Vanessa Escolano Maso
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 19/27146-1 - Integração de dados de transcriptoma com dados clínicos e imunológicos
• Beneficiário: Amanda Pereira Vasconcelos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 12/19278-6 - Biologia de sistemas de longos RNAs não-codificadores
• Beneficiário: Helder Takashi Imoto Nakaya
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 20/05284-0 - Interação de microrganismos e hospedeiros humanos associados ao desfecho clínico de pacientes com doenças infecciosas
• Beneficiário: Ícaro Maia Santos de Castro
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
• Processo FAPESP: 17/50137-3 - Long noncoding RNA interplay with the host microbiome may determine mucosal influenza vaccine immunogenicity
• Beneficiário: Helder Takashi Imoto Nakaya
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/21934-5 - Estatística de redes: teoria, métodos e aplicações
• Beneficiário: André Fujita
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático