Bioinformática aplicada nas análises da microbiota do rúmen
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O documento aborda a aplicação da bioinformática na análise da microbiota do rúmen, destacando o sequenciamento massivo e o processamento de grandes volumes de dados biológicos. Apresenta ferramentas e técnicas como o perfil de 16S rDNA e metagenômica, essenciais para a identificação e análise de comunidades microbianas. Exemplos de estudos são incluídos, como a influência da idade no desenvolvimento da microbiota em bovinos e a importância das bases de dados na classificação taxonômica.
Bioinformática aplicada nas análises da microbiota do rúmen
- 1. Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen Leandro Nascimento Lemos Doutorando em Biologia na Agricultura e no Ambiente Supervisor: Profa. Dra. Tsai Junho/2016 Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 2. Ciˆencia de Dados (Data Science) Gerac¸˜ao de dados massivos em Biologia Molecular; Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 3. Ciˆencia de Dados (Data Science) Sequenciamento massivo gera muitos dados! Illumina Hiseq: sequenciamento de at´e 2.000 genomas microbianos em uma ´unica corrida. Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 4. Bioinform´atica O que ´e: Aplicac¸˜ao da Ciˆencia de Dados na resoluc¸˜ao de problemas biol´ogicos; Desafio: processar uma avalanche de dados gerados por sequenciadores de nova gerac¸˜ao; Solu¸c˜ao: Produzir novas ferramentas computacionais. Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 5. Bioinform´atica Ferramentas de Processamento: Ferramentas de Visualiza¸c˜ao: Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 6. Bioinform´atica: Human Microbiome Project Explorar as relac¸˜oes entre doenc¸as humanas e alterac¸˜oes na microbiota; Desenvolvimento de novas ferramentas de Bioinform´atica Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 7. Bioinform´atica: Human Microbiome Project Desenvolvimento de novas ferramentas de Bioinform´atica (IMG/M) Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 8. Bioinform´atica: Computadores de alto desempenho Alta capacidade de processamento, armanezamento e mem´oria; Illumina Hiseq (18.000.000/reads por amostra); 128 processadores e 2 TB de mem´oria ram. Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 9. Linux Sistema operacional livre. Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 10. Estudos de comunidades microbianas (ou de microbiomas) T´ecnicas independentes de cultivo de microrganismos Perfil de 16S rDNA; Metagenˆomica; Metatranscritˆomica Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 11. Perfil de 16S rDNA Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 12. Perfil de 16S rDNA: Pipelines Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 13. Perfil de 16S rDNA Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 14. Perfil de 16S rDNA. (4) Qualidade de sequenciamento/Remoc¸˜ao de sequˆencias de baixa qualidade Qualidade do sequenciamento Software: FastQC (http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc) Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 15. Perfil de 16S rDNA. (5) Remoc¸˜ao de sequˆencias de baixa qualidade Remover as sequˆencias dos adaptadores, primers e barcodes; Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 16. Perfil de 16S rDNA. (5) Remoc¸˜ao de sequˆencias de baixa qualidade Remover as sequˆencias de baixa qualidade (Phred Score). Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 17. Perfil de 16S rDNA. (5) Detecc¸˜ao e remoc¸˜ao de sequˆencias quim´ericas Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 18. Perfil de 16S rDNA. (7a) Agrupamento de OTUs - Operational Taxonomic Units Agrupamento de sequˆencias por n´ıvel de identidade (e.g., 97%); Eliminac¸˜ao de dados redundantes (repetidos) e reduc¸˜ao da complexidade computacional; Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 19. Perfil de 16S rDNA. (7b) Identificac¸˜ao taxonˆomica Afiliac¸˜ao taxonˆomica com base no n´ıvel de similaridade com sequˆencias depositadas em bancos de dados p´ublicos; Softwares: RDP Classifier; Usearch; BLAST. Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 20. Perfil de 16S rDNA. Exemplo de estudo Qual ´e a influˆencia da idade no desenvolvimento da microbiota do rumen em bovinos? Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 21. Metagenˆomica Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 22. Metagenˆomica Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 23. Metagenˆomica: Pipelines Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 24. MG-RAST: plataforma online de processamento de dados metagenˆomicos Acesso: http://metagenomics.anl.gov Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 25. MG-RAST: plataforma online de processamento de dados metagenˆomicos Reconstruc¸˜ao do potencial metab´olico. Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 26. Metagenˆomica . Exemplo de estudo 27.755 genes CAZy e montagem do genoma de 15 bact´erias n˜ao-cultiv´aveis. Express˜ao de 90 candidatos (57% apresentaram atividade enzim´atica); Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 27. Metagenˆomica - Banco de dados Carbohydrate-Active enZYmes Database (http://www.cazy.org/) Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 28. Metatranscritˆomica Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 29. Metatranscritˆomica: Pipeline Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 30. Metatranscritˆomica: Exemplo de estudo Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 31. Onde aprender? Coursera: https://www.coursera.org Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 32. Onde aprender? Coursera: https://www.coursera.org Gut Check: Exploring Your Microbiome Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen
- 33. Obrigado pela aten¸c˜ao! Leandro Nascimento Lemos Bioinform´atica aplicada nas an´alises da microbiota do r´umen