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https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/28206| Título: | Análise baseada em biologia de sistemas de dados transcricionais de células progenitoras neurais humanas tratadas com chumbo |
| Autor(es): | Reis, Clóvis Ferreira dos |
| Orientador: | Dalmolin, Rodrigo Juliani Siqueira |
| Palavras-chave: | Exposição ao chumbo;Transcriptogramer;RNA-Seq;Análise de transcriptoma;Time series;Inferência de redes;Data integration;Visualização de redes |
| Data do documento: | 1-Nov-2019 |
| Referência: | REIS, Clóvis Ferreira dos. Análise baseada em biologia de sistemas de dados transcricionais de células progenitoras neurais humanas tratadas com chumbo. 2019. 112f. Tese (Doutorado em Bioinformática) - Instituto Metrópole Digital, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019. |
| Resumo: | As consequências do envenenamento por chumbo são diversas e importantes na saúde humana uma vez que este metal pesado pode interagir com muitos sistemas orgânicos, afetando principalmente o sistema nervoso, com implicações graves e irreversíveis do neurodesenvolvimento, consolidação de memória e processos de aprendizagem em crianças. Sua interação com componentes celulares dá-se de muitas formas, afetando proteínas de ligação a íons, proteínas de sinalização de transdução, canais iônicos transmembrana e fatores de transcrição. Apesar da sintomatologia da intoxicação por chumbo já ser bastante conhecida, pouco ainda se sabe sobre seus efeitos sistêmicos e sobre o seu impacto global na modulação da transcrição de células neuronais. A fim de investigar tais efeitos sob uma ótica de biologia de sistemas, aplicamos o pipeline do pacote transcriptogramer R/Bioconductor com a finalidade de avaliar o perfil transcricional de células progenitoras neurais humanas (NPCs) tratadas com acetato de chumbo 30µM por 26 dias. Dotado de um método não supervisionado, o algoritmo do transcriptogramer é projetado para identificar, em experimentos do tipo caso-controle, grupos de genes funcionalmente associados e diferencialmente expressos. Tal pipeline foi capaz de identificar onze clusteres diferencialmente expressos entre os dias 3 e 11 do tratamento com chumbo. Destes, sete apresentaram uma regulação negativa de diversos sistemas celulares envolvidos na diferenciação celular, como organização do citoesqueleto, RNA e biossíntese de proteínas, caracterizados por redes grandes e fortemente conectadas. Os quatro clusteres positivamente regulados apresentaram nós esparsos e pouco conectados, principalmente relacionados a transcrição, transporte transmembrana e transdução de sinal. Já no período subsequente, envolvendo os dias 12 a 26 de tratamento, foi possível observar uma alteração maciça do perfil de transcrição celular com interferência em todas as camadas da regulação da expressão gênica. Desta forma, nossos resultados sugerem que o chumbo induz modificações transcricionais significativas nas NPCs que podem ser correlacionadas a danos e/ou adaptações de diversos sistemas, todos decorrentes da intoxicação por este metal pesado, influenciando, assim, o resultado final da diferenciação das células ES-NP. |
| Abstract: | The consequences of lead poisoning are diverse and relevant to human health. Reaching all organ systems, it mainly affects the nervous system, with severe and irreversible implications of neurodevelopment, memory consolidation, and learning processes in children. They interact with cellular components in many ways, affecting ion-binding proteins, transduction signaling proteins, transmembrane ion channels, and transcription factors. If in one hand, the symptoms of lead poisoning are well known, on the other hand, we have a lack of the systemic effects and its impact on neuronal cell transcription modulation. In order to investigate such effects from a systems biology perspective, we applied the transcriptogramer R/Bioconductor package pipeline to evaluate the transcriptional profile of lead acetatetreated human neural progenitor cells (NPCs) 30µM for 26 days. The transcriptogramer algorithm is designed to identify functionally associated and differentially expressed gene groups in case-control experiments in an unsupervised way. It was able to identify eleven differentially expressed clusters between days 3 and 11 of the lead treatment. Of these, seven presented negative regulation of several cellular systems involved in cell differentiation, such as cytoskeleton organization, RNA and protein biosynthesis, characterized by large and tightly connected networks. The four clusters that were positively regulated presented sparse and poorly connected nodes, mainly related to transcription, transmembrane transport, and signal transduction. In the subsequent period, involving days 12 to 26 of treatment, it was possible to observe a massive alteration of the cellular transcription profile with interference in all layers of gene expression regulation. Thus, our results suggest that lead induces significant transcriptional modifications in NPCs which can be correlated to damage and/or adaptations of various systems, all resulting from intoxication by this heavy metal, thus influencing the result of ES-NP cell differentiation. |
| URI: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28206 |
| Aparece nas coleções: | PPGBIONF - Doutorado em Bioinformática |
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