Novas Perspectivas em Estudos de Ecologia Microbiana Leandro Nascimento Lemos Doutorando em Biologia na Agricultura e no Ambiente Supervisor: Profa. Dra. Siu Mui Tsai Marc¸o/2017 Leandro Nascimento Lemos Novas Perspectivas em Estudos de Ecologia Microbiana
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Novas Perspectivas em Estudos de Ecologia Microbiana
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Novas Perspectivas em Estudos de EcologiaMicrobiana
Leandro Nascimento Lemos
Doutorando em Biologia na Agricultura e no AmbienteSupervisor: Profa. Dra. Siu Mui Tsai
Marco/2017
Leandro Nascimento Lemos Novas Perspectivas em Estudos de Ecologia Microbiana
Novas perspectivas em estudos de Ecologia Microbiana
Novas perspectivas em estudos de Ecologia Microbiana
1 Sequenciamento massivo de DNA.2 Desenvolvimento de supercomputadores.3 Desenvolvimento de novas ferramentas computacionais (de
Bioinformatica).
Leandro Nascimento Lemos Novas Perspectivas em Estudos de Ecologia Microbiana
1. Sequenciamento massivo de DNA
Illumina Hiseq: sequenciamento de ate 2.000 genomasmicrobianos em uma unica corrida.
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1. Sequenciamento massivo de DNA
Ebola em 2015. 28.599casos 11.299 mortes naAfrica Ocidental.Sequenciamento:Caracterizar o agenteinfeccioso e determinar astaxas de mutacoes.Ganhos: Identificacao detracos adaptativos ecaracterizacao de respostasdo vırus a vacinas etratamentos.
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1. Sequenciamento massivo de DNA
MinIon: Sequenciador portatil USB.
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1. Sequenciamento massivo de DNA
MinIon: Strand sequencing - DNA passa intacto em umnanoporo proteico, sendo sequenciado em tempo real, assimque a molecula ultrapassa o poro.https://www.youtube.com/watch?v=BNz880V52rQ
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2. Desenvolvimento de supercomputadores
Velocidade dos avancos nacapacidade deprocessamento earmazenamento de dados.
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2. Desenvolvimento de supercomputadores
Lei de Moore: Numero de transistores em um chip dobrariaa cada 18 meses, mantendo ou diminuindo o custo deproducao e o espaco ocupado pela peca.
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2. Desenvolvimento de supercomputadores
Alta capacidade deprocessamento,armanezamento e memoria;Illumina Hiseq(18.000.000/reads poramostra);128 processadores e 2 TBde memoria ram.
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3. Bioinformatica
O que e: Aplicacao da Cienciade Dados na resolucao deproblemas biologicos;Desafio: processar umaavalanche de dados gerados porsequenciadores de nova geracao;Solucao: Produzir novasferramentas computacionais.
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3. Bioinformatica
Ferramentas deProcessamento:
Ferramentas deVisualizacao:
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Bioinformatica: Human Microbiome Project
Explorar as relacoes entre doencas humanas com alteracoes namicrobiota;Desenvolvimento de novas ferramentas de Bioinformatica
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Bioinformatica: Human Microbiome Project
Desenvolvimento de novas ferramentas de Bioinformatica(IMG/M)
Leandro Nascimento Lemos Novas Perspectivas em Estudos de Ecologia Microbiana
Novas perspectivas em estudos de Ecologia Microbiana
Leandro Nascimento Lemos Novas Perspectivas em Estudos de Ecologia Microbiana
Estudos de comunidades microbianas (ou de microbiomas)
Tecnicas independentes de cultivo de microrganismos;Microrganismos nao-cultivaveis sao a maioria!Meta’omics: integracao de diferentes tipos de dados.
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Reconstrucao de genomas em amostras de metagenomaspor Single-cell
Separacao de celulas de bacterias nao-cultivaveis;Extracao de DNA e amplificacao do genoma total;Sequenciamento e Bioinformatica.
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Reconstrucao de genomas em metagenomas por Single-cell
Separacao de 9.600 celulas e sequenciamento de 201 genomasde bacterias e arqueias nao-cultivaveis;Muitos grupos ainda desconhecidos (”microbial dark matter”);
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Reconstrucao de genomas em metagenomas por Single-cell
Codon de parada UGA codifica uma glicina;Sıntese de purina de arqueias presentes em bacterias (transferenciahorizontal de genes);
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Reconstrucao de genomas em amostras do metagenomatotal
Metagenomas = multiplos genomas presentes em umaamostra ambiental.Genomas microbianos sao parecidos (evolucao) == dificultao processo de separacao (ou montagem);
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Reconstrucao de genomas - Binning
Solucoes: Montagem e Binning
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Reconstrucao de genomas - Binning
Reconstrucao do genoma de uma Firmicutes nao-cultivaveis ecom abundancia relativamente alta em compostagem.
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Nova arvore da vidaPontos vermelhos indicam grupos que ainda nao foram cultivados.
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Onde aprender?
Coursera: https://www.coursera.org
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