Navegando por Autor "Silva, Lucas Felipe da"
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Tese Abordagens de Bioinformática aplicadas na análise de dados gerados por estresse abiótico em cana-de-açúcar: microgravidade e peróxido de hidrogênio(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-03-07) Silva, Lucas Felipe da; Scortecci, Katia Castanho; https://orcid.org/0000-0002-4690-2785; http://lattes.cnpq.br/4808910380593455; http://lattes.cnpq.br/3918864615139279; Ferreira, Beatriz Stransky; https://orcid.org/0000-0003-4506-393X; http://lattes.cnpq.br/3142264445097872; Uchoa, Adriana Ferreira; Alvim, Fátima Cerqueira; Calsa Júnior, TercilioA cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é uma planta monocotiledônea C4 adaptada a ambientes tropicais e subtropicais pertencente à família Poaceae. O Brasil destaca-se como o maior produtor mundial dessa cultura, desempenhando um papel fundamental na indústria global da cana-de-açúcar. Plantas, incluindo a cana-de-açúcar, são suscetíveis a uma variedade de fatores bióticos e abióticos que induzem ao estresse oxidativo. Esse estresse resulta de um desequilíbrio na homeostase entre a produção e degradação de Espécies Reativas de Oxigênio (EROs), cenário que pode afetar adversamente o desenvolvimento das plantas. Entre essas EROs, o peróxido de hidrogênio (H2O2 ) atua como uma molécula sinalizadora-chave, respondendo a vários estímulos celulares em sistemas de plantas. O principal objetivo deste estudo foi identificar, nas raízes e folhas da cana-de-açúcar, os transcritos e os genes que podem atuar em resposta ao estresse oxidativo induzido pela microgravidade e H2O2 em diferentes concentrações, correlacionando as respostas dos diferentes agentes estressores, assim como suas semelhanças, adaptações específicas e tolerância ao estresse oxidativo. Este trabalho foi realizado utilizando análises de bioinformática, com isso, esta tese foi estruturada em dois capítulos distintos. O primeiro capítulo utiliza ferramentas de bioinformática para investigar os efeitos dos campos gravitacionais alterados como agente estressor nas plantas de cana-de-açúcar, com foco específico na resposta ao estresse oxidativo. Essa investigação foi baseada na análise de dados de sequenciamento de RNA mensageiro. O segundo capítulo aborda a análise dos genes e proteínas expressas pela indução do estresse oxidativo por meio da aplicação exógena de concentrações variadas de H2O2 (0 mM, 10 mM, 20 mM e 30 mM) ao longo de um período de 8 horas, em uma faixa de temperatura controlada de 25-27 °C em plantas de cana-de-açúcar. Considerando que o H2O2 é uma molécula sinalizadora do estresse oxidativo. Essa investigação foi baseada na análise de dados obtidos com uma abordagem proteômica. Em ambas as abordagens metodológicas descritas nos capítulos, as espécies Sorghum bicolor, Zea mays e Oryza sativa subsp. japonica foram utilizadas como modelos de referência. Os resultados da análise de bioinformática identificaram genes específicos que atuam na resposta à microgravidade como o C5WVD4 associados à síntese de isoleucina e o C5YLK6 na produção de NADPH. Além disso, foram identificados genes com expressão alterada em diferentes concentrações de H2O2. Por exemplo, C5XFH6 e B4G143, relacionados ao fornecimento de NADPH e à regulação positiva de EROs na fotossíntese, respectivamente, estavam entre os genes com mudanças de expressão significativas. Além disso, o estudo identificou vias metabólicas enriquecidas em resposta à microgravidade e H2O2. Essas vias incluem o Metabolismo de compostos de selênio, fotossíntese - proteínas de antena e a via da pentose fosfato, destacando adaptações bioquímicas significativas na cana-de-açúcar nas condições estudadas. Este estudo multidisciplinar, que abrangeu histologia, bioquímica, análise de RNA-seq e proteômica, proporcionou uma compreensão dos efeitos da microgravidade e H2O2 nas plantas de cana-de-açúcar. Destaca mudanças interessantes na organização estrutural dos tecidos, acúmulo de lignina e nos níveis de H2O2 e EROs. Consequentemente, esta pesquisa foi fundamental para identificar genes/proteínas distintos expressos de maneira única em cada tecido e as vias metabólicas ativadas nas raízes e folhas. Observa-se respostas variadas das plantas de cana-de-açúcar às condições de gravidade alterada durante o voo do foguete de sondagem VSB-30 e à exposição a diferentes concentrações de H2O2. O estudo revela uma rede complexa de genes e vias metabólicas ativadas em resposta ao estresse oxidativo, desempenhando assim um papel fundamental no desencadeamento de mecanismos de defesa e tolerância. Os dados gerados melhoram significativamente nossa compreensão das respostas das plantas às condições adversas analisadas, destacando estratégias adaptativas específicas empregadas. Além disso, os resultados obtidos ressaltam o papel importante do H2O2 nas respostas adaptativas e de sobrevivência, assim como a versatilidade do fitormônio ácido abscísico (ABA) na mediação da sinalização entre raízes e folhas. Essas percepções são inestimáveis para o desenvolvimento de estratégias de melhoramento genético e otimização de práticas de cultivo para aprimorar o desempenho da planta em condições ambientais variáveis.Dissertação Integração de dados e desenvolvimento de métricas escalável para análise de fatores de transcrição(2018-03-28) Silva, Lucas Felipe da; Souza, Jorge Estefano Santana de; ; ; Dalmolin, Rodrigo Juliani Siqueira; ; Figuerola, Wilfredo Blanco;Atualmente há diversas ferramentas propostas para análise de Fatores de Transcrição (TF), tais como TFCheckpoint, JASPAR, SSTAR, GTRD, Enrichr. No entanto, nenhuma dessas ferramentas oferece uma experiência completa, em que se possa avaliar a confiabilidade do TF, ou seja, se de fato uma proteína analisada é um TF e a sua associação com o gene alvo. Ao longo do tempo, foram construídas inúmeras bases de dados, todas elas com riquíssimas informações, porém a complexidade intrínseca do dado, o volume de informações, problemas de nomenclatura dos genes e diversos outros fatores fizeram com que tais ferramentas não oferecessem um espectro completo da análise. Por outro lado, para se trabalhar com um grande volume de dados, se requer conhecimentos avançados de computação. Entretanto, o grande público interessado em analisar esses dados são os profissionais procedentes das áreas biológicas, configurando-se como uma barreira, uma vez que a formação acadêmica desta área não oferece em seus componentes curriculares disciplinas de programação. Diante desta situação, este trabalho tem como objetivo criar uma ferramenta web destinada exclusivamente para análise dos TFs. Desse modo, foi idealizado e desenvolvido o Transcription Factor Analysis Tools (TFAT), contendo a integração de diferentes bases de dados e um conjunto de scripts para manipular estas informações, juntamente com os parâmetros cruciais definidos pelo usuário em sua análise. O cerne desta ferramenta é a análise para identificar os TFs chaves na modularização da transcrição gênica, ou seja, o enriquecimento dos TFs reguladores de uma lista de genes submetida pelo usuário, que através dos componentes da ferramenta, consulta sua base de dados, identificam os TFs que estão associados aos genes da lista e calcula o p-valor de enriquecimento. Além disso, a ferramenta verifica a confiabilidade do TF, disponibiliza as predições realizadas e converte os itens de uma lista para o GeneID ou Symbol do Entrez Gene. Outro recurso presente neste trabalho é a utilização da confiabilidade do TF aplicado em toda a ferramenta. Esse grau de confiabilidade leva em consideração evidências de diferentes bases de dados, experimentos, predições e outras características dos TFs. Este recurso de confiabilidade possui um modo padrão e um modo com parâmetros definidos pelo próprio usuário, que permite toda uma personalização por meio de filtros nas consultas e controle de análise para o usuário final.