Dissertation
Integração de dados de expressão gênica e proteômica em redes de interação proteína-proteína de Trypanosoma cruzi
Registro en:
GUIMARÃES, Frederico Gonçalves. Integração de dados de expressão gênica e proteômica em redes de interação proteína-proteína de Trypanosoma cruzi2017. 100 f. Dissertação (Mestrado em Ciências - concentraçao em Biologia Celular e Molecular, Genética e Bioinformática)-Fundação Oswaldo Cruz. Instituto René Rachou. Programa de Pós - Graduação em Ciências da Saúde. . Belo Horizonte. 2017
Autor
Guimarães, Frederico Gonçalves
Resumen
Paradoxalmente vivemos um momento da pesquisa científica em que possuímos um
volume abundante de dados, mas com dificuldades cada vez maiores de se obter
informações a partir deles. Diversidade de formatos, dificuldade na construção de
uma forma de acesso simples, mas não superficial, ausência de um identificador
único para as unidades biológicas de estudo (proteínas, RNAs, genes, etc.) e falta
de integração entre os bancos de dados são alguns dos desafios enfrentados
cotidianamente na tarefa de mineração de informações a partir dessas diversas
fontes. Com o objetivo de contribuir na tarefa de extração de informações a partir de
fontes públicas, mediante a integração de dados de enriquecimento funcional,
construímos uma metodologia de trabalho que permite a obtenção, filtragem e
tratamento de dados oriundos do banco
STRING
v.10 e de análises massivas de
RNA e proteínas, integrando-os em redes de interação proteína-proteína através do
software
Cytoscape
. Como organismo modelo, trabalhamos com dois clones de
Trypanosoma cruzi
, apresentando diferenças relacionadas aos perfis de infectividade
(alta e baixa infectividade). Utilizamos dados de genes diferencialmente expressos
identificados em experimentos de
RNA-Seq
e
shotgun proteomics
. Durante o estudo
foram construídos 11 scripts e 3 programas, parte integrante de uma metodologia
modular aplicável a outros organismos e modelos experimentais, tanto em sua
totalidade quando parcialmente. Como resultado, além da metodologia, obtivemos
também o resultado de sua implementação, que consistiu de uma série de redes de
interação proteína-proteína do organismo estudado, onde foram destacadas
características de interesse biológico, tais como informações de
EC number,
agrupamentos funcionais, tipo de interação entre as proteínas e importância das
proteínas segundo métricas de teoria de grafos. Concluímos, então, que a utilização
de redes de interação proteína-proteína pode ser uma ótima estratégia tanto para a
realização de novos estudos quanto para a revisão de estudos anteriores, uma vez
que podemos extrair novas informações a partir de dados já existentes
publicamente. Além disso as redes nos fornecem uma visão sistêmica do organismo,
o que pode desvelar novos olhares sobre a sua biologia dos organismos de estudo
. The present epistemological moment in scientific research is characterized by a
paradox: there is a considerable amount of data, but the odds in the process of
obtaining information from them is overwhelming and growing. The differences
between data formats and the difficulties in their handling, the absence of a single
identifier for the biological units of investigation (proteins, RNAs, genes etc.) and the
lack of integration between the existing databases are some of the challenges
researchers face constantly in the task of information mining from this multiple
sources. We have built, with the main purpose of contributing to better extracting
information from public databases and through the integration of functional
enrichment data, a procedural methodology that leads to the obtaining, filtering and
handling of data originally contained in the
STRING
v.10 public database and
massive analysis of RNA and proteins, integrating them in protein-protein interaction
networks with
Cytoscape
. As model organism, we used two clones of
Trypanosoma
cruzi
, with different infectivity profiles (high and low infectivity). We used differentially
expressed gene data from RNA-Seq and shotgun proteomics experiments. Along our
study we built 11 scripts and 3 programs, integrating a modular methodology applied
to other organisms and experimental models, as a whole or partially.
This work also
comes out with the results of the implementation of such a methodological
innovation, which consists of a series of protein-protein interaction networks that
emphasize characteristics of biological interest, as
EC number
information, functional
grouping, protein interaction type and the relevance of protein according to graph
theory metrics. We come to a conclusion that the use of protein-protein interaction
networks can be an excellent strategy even to produce new researches as to review
existing ones, once it’s possible to mine new informations from data previously
published. Such a procedure becomes especially relevant under the consideration
that the strategy of using networks makes it possible to cast a new perspective on
current scientific research, usually centered in the study of individual components
and not in the systemic aspects of an organism's interactions.
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