RESUMO

Resumen: El gel de Aloe vera es considerado una fuente natural de múltiples beneficios, originados por la acción combinada de vitaminas, aminoácidos, compuestos fenólicos, enzimas, minerales, ácidos orgánicos, lípidos y carbohidratos, que se relacionan con la mejora de enfermedades neuro-degenerativas como Alzheimer. Los ensayos in vitro e in silico permiten confirmar e identificar posibles beneficios de esta planta y sus compuestos en enfermedades. El objetivo del presente trabajo fue evaluar la actividad antioxidante del gel de A. vera y mediante análisis in silico, establecer el potencial terapéutico de sus compuestos bioactivos en la enfermedad de Alzheimer. Se obtuvieron hojas de A. vera, de las que se extrajo el gel, retirando el exocarpio, se liofilizó y almacenó hasta su uso. Se caracterizó la capacidad antioxidante, se cuantificaron los compuestos fenólicos y flavonoides y se analizó la relación que existe entre los parámetros mediante correlación de Pearson. Mediante análisis in silico se evaluó el potencial de interacción de 8 compuestos del gel con la proteína gamma secretasa. El gel de A. vera obtuvo alta capacidad antioxidante por ABTS, DPPH, radical OH y poder reductor, usando bajas concentraciones para inhibir el 50 % de los radicales, y correlaciones positivas con fenoles totales y flavonoides. En el estudio in silico el compuesto que presentó mejor unión con gamma secretasa fue aloe-emodina, con menor energía libre de unión y menor concentración de constante de inhibición, sugiriendo su potencial uso como coadyuvante en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer.

Abstract: Aloe vera gel is considered a natural source of multiple benefits, originated by the combined action of vitamins, amino acids, phenolic compounds, enzymes, minerals, organic acids, lipids and carbohydrates, which are related to the improvement of neuro-degenerative diseases such as Alzheimer's. In vitro and in silico tests allow us to confirm and identify possible benefits of this plant and its compounds in diseases. The objective of the present study was to evaluate the antioxidant activity of A. vera gel and, through in silico analysis, to establish the therapeutic potential of its bioactive compounds in Alzheimer's disease. A. vera leaves were obtained, from which the gel was extracted, removing the exocarp, lyophilized and stored until use. The antioxidant capacity was characterized, the phenolic compounds and flavonoids were quantified, and the relationship between the parameters was analyzed using Pearson correlation. The interaction potential of 8 compounds in the gel with the gamma secretase protein was evaluated through in silico analysis. The A. vera gel obtained high antioxidant capacity due to ABTS, DPPH, OH radical and reducing power, using low concentrations to inhibit 50 % of the radicals, and positive correlations with total phenols and flavonoids. In the in silico study, the compound that showed the best binding with gamma secretase was aloe-emodin, with lower binding free energy and lower inhibition constant concentration, suggesting its potential use as an adjuvant in the treatment of Alzheimer's disease.

RESUMO

SUMMARY: Calcium-activated chloride channel regulator 1 (CLCA1) is associated with cancer progression. The expression and immunologic function of CLCA1 in stomach adenocarcinoma (STAD) remain unclear. In this investigation, the expression of CLCA1 in STAD tissues and its involvement in the progression and immune response of STAD were examined using databases such as cBioPortal, TISIDB, and UALCAN. In order to validate the expression level of CLCA1 protein in gastric adenocarcinoma, thirty clinical tissue specimens were gathered for immunohistochemical staining. The findings indicated a downregulation of CLCA1 in STAD patients, which was correlated with race, age, cancer grade, Helicobacter pylori infection, and molecular subtype. Through the examination of survival analysis, it was identified that diminished levels of CLCA1 within gastric cancer cases were linked to decreased periods of post-progression survival (PPS), overall survival (OS), and first progression (FP) (P<0.05). The CLCA1 mutation rate was lower in STAD, but the survival rate was higher in the variant group. The correlation between the expression level of CLCA1 and the levels of immune infiltrating cells in STAD, as well as the immune activating molecules, immunosuppressive molecules, MHC molecules, chemokines, and their receptor molecules, was observed. Gene enrichment analysis revealed that CLCA1 may be involved in STAD progression through systemic lupus erythematosus (SLE), proteasome, cell cycle, pancreatic secretion, and PPAR signaling pathways. In summary, CLCA1 is anticipated to function as a prognostic marker for patients with STAD and is linked to the immunization of STAD.

El regulador 1 del canal de cloruro activado por calcio (CLCA1) está asociado con la progresión del cáncer. La expresión y la función inmunológica de CLCA1 en el adenocarcinoma de estómago (STAD) aún no están claras. En esta investigación, se examinó la expresión de CLCA1 en tejidos STAD y su participación en la progresión y respuesta inmune de STAD utilizando bases de datos como cBioPortal, TISIDB y UALCAN. Para validar el nivel de expresión de la proteína CLCA1 en el adenocarcinoma gástrico, se recolectaron treinta muestras de tejido clínico para tinción inmunohistoquímica. Los hallazgos indicaron una regulación negativa de CLCA1 en pacientes con STAD, que se correlacionó con la raza, la edad, el grado del cáncer, la infección por Helicobacter pylori y el subtipo molecular. Mediante el examen del análisis de supervivencia, se identificó que los niveles reducidos de CLCA1 en los casos de cáncer gástrico estaban relacionados con períodos reducidos de supervivencia posterior a la progresión (PPS), supervivencia general (OS) y primera progresión (FP) (P <0,05). La tasa de mutación CLCA1 fue menor en STAD, pero la tasa de supervivencia fue mayor en el grupo variante. Se observó la correlación entre el nivel de expresión de CLCA1 y los niveles de células inmunes infiltrantes en STAD, así como las moléculas activadoras inmunes, moléculas inmunosupresoras, moléculas MHC, quimiocinas y sus moléculas receptoras. El análisis de enriquecimiento genético reveló que CLCA1 puede estar involucrado en la progresión de STAD a través del lupus eritematoso sistémico (LES), el proteasoma, el ciclo celular, la secreción pancreática y las vías de señalización de PPAR. En resumen, se prevé que CLCA1 funcione como un marcador de pronóstico para pacientes con STAD y está vinculado a la inmunización de STAD.

Assuntos

RESUMO

As leishmanioses são doenças tropicais negligenciadas com alta endemicidade e que afetam milhares de pessoas no mundo. Sua infecção é causada por parasitos protozoários do gênero Leishmania. A diversidade biológica entre as espécies é quem permite determinar as manifestações clínicas, sendo elas na forma de leishmaniose visceral (LV) ou leishmaniose tegumentar (LT). Dentre estas manifestações, a LV é considerada a mais grave, devido sua alta letalidade e grande emergência em indivíduos com a infecção provocada pelo vírus da imunodeficiência humana (HIV). Atualmente, as medidas de controle e prevenção adotadas pela Organização Mundial da Saúde (OMS), baseiam-se em uma combinação de estratégias de intervenção contra a infecção, uma vez que o diagnóstico eficaz e precoce é indispensável para que se possa intervir com o tratamento adequado, diminuindo índices de mortalidade e a evolução de complicações clínicas. Entretanto, os testes sorológicos utilizados apresentam sensibilidade e especificidade prejudicadas em pacientes com leishmanioses e/ou coinfectados LV/HIV, devido a baixos ní-veis de anticorpos antileishmanial ou pela presença de doenças que causem reação cruzada, levando a resultados falso-positivos. A sensibilidade torna-se também variável em pacientes tratados, uma vez que a sorologia pode manter-se positiva por meses ou anos após o fim do tratamento e cura da doença. Buscando resolver tal problemática, a identificação de novos antígenos, por meio de análises de bioinformática associadas à imunoproteômica, tem permitido a detecção de novas proteínas com potencial aplicação diagnóstica. Em estudos anteriores, as proteínas hipotéticas LiHyT, LiHyD, LiHyV e LiHyP foram encontradas em espécies de Leishmania spp, e avaliadas em suas versões recombinantes por meio de ensaios de ELISA, obtendo resultados satisfatórios para a detecção da LV humana e canina. Com base nessas informações, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver uma proteína quimera recombinante base-ada na predição de epítopos lineares específicos de células B das quatro proteínas antigênicas de L. infantum citadas e avaliar o potencial diagnóstico, assim como dos peptídeos individuais que a constituíram, frente à leishmaniose humana, bem como com a coinfecção com HIV, além de testar os antígenos como marcadores prognóstico após o tratamento da LV e LT. As sequências de aminoácidos das proteínas foram avaliadas e oito epítopos de células B foram preditos e utilizados na construção de uma nova proteína quimérica. A proteína foi expressa, purificada e avaliada como antígeno recombinante em ELISA para o diagnóstico de LV, LT, coinfecção LV/HIV e prognóstico em amostras de pacientes tratados de LV e LT. Os epítopos de células B usados na construção da quimera foram sintetizados e também testados em ELISA frente às mesmas amostras, assim como um extrato antigênico solúvel de Leishmania braziliensis (SLA). Os resultados mostraram que a proteína quimera apresentou sensibilidade e especificidade de 100% para diagnosticar a LV, LT e LV/HIV, enquanto os peptídeos sintéticos apresentaram sensibilidade variando entre eles de 9,1% a 90,9% para amostras de LT e 76,8% a 99,2% para amostras de LV e LV/HIV, já os valores de especificidade atingiram 98,3% a 99,1% para LT e 67,1% a 95,7% para LV e LV/HIV. O SLA apresentou sensibilidade e especificidade de 18,2% e 98,3% para LT, e 56,8% a 69,5% para amostras de LV e LV/HIV, respectivamente. Uma avaliação prognóstica preliminar mostrou ainda que os anticorpos anti-quimera diminuíram em níveis significativos, quando comparada a reatividade sorológica antes e seis meses após o tratamento, sugerindo um possível papel prognóstico da quimera para as leishmanioses. O presente estudo, mostrou-se eficaz na construção e avaliação de novos candidatos, que demonstram ter um bom desempenho na detecção diagnóstica e prognóstica para as leishmanioses e dos casos de coinfecção LV/HIV.

Leishmaniasis are neglected tropical diseases with high endemicity that affect thousands of people in the world. Infection is caused by protozoan parasites of the genus Leishmania. The biological diversity between species is what allows determining the clinical manifestations, either in the form of visceral leishmaniasis (VL) or tegumentary leishmaniasis (TL). Among these clinical manifestations, VL is considered the most serious, due to its high lethality and great emergence in individuals with infection caused by the human immunodeficiency virus (HIV). Currently, the control and prevention measures adopted by the World Health Organiza-tion (WHO) are based on a combination of intervention strategies against the infection, since an effective and early diagnosis is essential to intervene with the appropriate treatment, decrea-sing mortality rates and evolution of clinical complications. However, the serological tests used show impaired sensitivity and specificity in patients with leishmaniasis and/or coinfected with VL/HIV, due to low levels of anti-leishmanial antibodies or the presence of diseases that cause cross-reaction, leading to false-positive results. The sensitivity also becomes variable in treated patients, since the serology can remain positive for months or years after the end of the trea-tment and cure of the disease. Seeking to solve this problem, the identification of new antigens, through bioinformatic analysis associated with immunoproteomic, has allowed the detection of new proteins with potential diagnostic application. In previous studies, the hypothetical proteins LiHyT, LiHyD, LiHyV and LiHyP were found in species of Leishmania spp, and evaluated in their recombinant versions through ELISA assays, and satisfactory results were obtained for the detection of human and canine VL. Based on this information, the present work aimed to develop a recombinant chimera protein through on the prediction of specific linear epitopes of B cells derived from these four antigenic proteins of L. infantum and to evaluate its diagnostic potential, as well as the individual peptides that constitute it, against human leishmaniasis, as well as co-infection with HIV, in addition to testing them as possible prognostic markers of patients after VL and TL treatment. The amino acid sequences of the proteins were evaluated and eight B cell epitopes were predicted and used in the construction of a new chimeric protein. The protein was expressed, purified and evaluated as a recombinant antigen in ELISA for the diagnosis of VL, TL, VL/HIV co-infection and prognosis in samples from patients treated for VL and TL. The B cell epitopes used in the construction of the chimera were synthesized and also tested in ELISA against the same samples, as well as a soluble Leishmania braziliensis antigenic extract (SLA). The results showed that the chimera protein apresented sensitivity and specificity of 100% for diagnosing VL, TL and VL/HIV, while the synthetic peptides showed sensitivity ranging from 9.1% to 90.9% for TL samples and 76.8 % to 99.2% for VL and VL/HIV samples, while the specificity values reached from 98.3% to 99.1% for TL and 67.1% to 95.7% for VL and VL/HIV. The SLA showed sensitivity and specificity of 18.2% and 98.3% for TL, and 56.8% to 69.5% for VL and VL/HIV samples, respectively. A preliminary prog-nostic evaluation also showed that anti-chimera antibodies significantly decreased when com-pared to serological reactivity before and six months after treatment, suggesting a possible prognostic role of the antigen for leishmaniasis. The present study proved to be effective in the construction and evaluation of new candidates, who demonstrate good performance in diagnos-tic and prognostic detection for leishmaniasis and VL/HIV co-infection.

Assuntos

RESUMO

Abstract Glutaredoxin (GRXs) protein plays a vital role inside the cell, including redox control of transcription to the cell's antioxidant defense, apoptosis, and cellular differentiation regulation. In this study, we have investigated the energy landscape and characterized the pattern of local frustration in different forms and states of the GRX protein ofE. coli.Analysis was done on the conformational alterations, significant changes in the frustration pattern, and different GRXs such as GRX-II, GRX-III, GRX-II-GSH, and GRX-III-GSH complex. We have found the practice of frustration, and structure was quite similar in the same isoform having different states of protein; however, a significant difference was observed between different isoforms. Moreover, oxidation of GRX-I introduced an extra α-helix increasing the destabilizing interactions within the protein. The study of frustrated contacts on oxidized and reduced GRX and with bound and unbound Glutathione indicates its potential application in activating and regulating the behavior of GRXs.

Resumo A proteína glutaredoxina (GRXs) desempenha um papel vital dentro da célula, incluindo o controle redox da transcrição para a defesa antioxidante da célula, apoptose e regulação da diferenciação celular. Neste estudo, investigamos a paisagem energética e caracterizamos o padrão de frustração local em diferentes formas e estados da proteína GRX de E. coli. A análise feita foi sobre as alterações conformacionais, mudanças significativas no padrão de frustração e diferentes GRXs, como GRX-II, GRX-III, GRX-II-GSH e complexo GRX-III-GSH. Encontramos a prática da frustração, e a estrutura era bastante semelhante na mesma isoforma com diferentes estados de proteína; no entanto, uma diferença significativa foi observada entre diferentes isoformas. Além disso, a oxidação de GRX-I introduziu uma α-hélice extra, aumentando as interações desestabilizadoras dentro da proteína. O estudo de contatos frustrados em GRX oxidado e reduzido e com glutationa ligada e não ligada indica sua potencial aplicação na ativação e regulação do comportamento de GRXs.

RESUMO

O processo de glicosilação de proteínas nos seres vivos é uma etapa pós-traducional de extrema importância, dado que é a partir dela que muitas proteínas adquirem características estruturais essenciais para o seu funcionamento. A L-fucose é um açúcar muito importante nesses processos e compõe inúmeros oligossacarídeos fucosilados que estão anexados às proteínas de seres vivos. Para tanto, a L-fucose estará pronta para compor glicanos apenas em sua forma nucleotídeo ativada - GDP-fucose. Para síntese deste açúcar há duas vias enzimáticas conhecidas em organismos, são chamadas de via salvage - que apresenta as enzimas fucose- quinase (FK) e GDP-fucose pirofosforilase (PP) - e via de novo - que apresenta as enzimas GDP-manose 4,6 desidratase (GMD) e GDP-fucose sintase (FX). Este trabalho realiza investigações destas vias de produção de GDP-fucose em Arthropoda, partindo da espécie de aranha N. cruentata e estendendo para os demais grupos do Filo. Análises de alinhamentos das sequências de aminoácidos das enzimas FK, PP, GMD e FX foram realizadas, buscando observar a preservação ou substituição de resíduos de atividade catalítica e de ligação ao substrato e cofatores. A árvore de máxima verossimilhança a partir das enzimas da via salvage, mostra a proximidade filogenética das FKs com a enzima única de dupla função, fucose-quinase/GDP-fucose pirofosforilase (FKP), da bactéria B. fragilis, o que traz indícios de como se deu a evolução dessa rota enzimática nos seres vivos. Os resultados mostram que a via salvage de produção de GDP-fucose encontra-se ausente no subfilo Hexapoda, mas presente em Arachnida e Crustacea. Já a via de novo está presente em todos os grupos de Arthropoda cujas informações de transcriptomas encontram-se depositadas nos bancos de dados públicos.

RESUMO

Introducción: en diciembre del año 2019 surgió en China una neumonía viral; el virus fue identificado como un coronavirus SARS-CoV-2, que se propagó rápidamente de tal manera que se convirtió en pandemia. La alta contagiosidad y la presencia de portadores asintomáticos dificultaron el diagnóstico de la infección y la toma de decisiones sanitarias. Objetivo: el objetivo de esta revisión bibliográfica es presentar y describir las principales técnicas utilizadas actualmente para el diagnóstico de COVID-19 y establecer su relación con los conocimientos de distintas disciplinas y tecnologías emergentes que confluyen en la Biotecnología bioquímico-farmacéutica orientada a la Salud humana. Metodología: se realizó una revisión de la bibliografía disponible en PubMed a partir de enero de 2020 sobre las pruebas diagnósticas que se encuentran actualmente en uso, en el ámbito sanitario, para la detección y seguimiento de la enfermedad COVID-19. También se realizaron búsquedas a través de Google y Google Académico para publicaciones de organismos de Salud en referencia a métodos diagnósticos. Resultados: se presenta una importante cantidad de pruebas diagnósticas, basadas en diferentes tecnologías, que desempeñan un papel clave en la pandemia de COVID-19. Algunas de ellas muy sofisticadas, como la secuenciación genómica de próxima generación, otras más estándar, pero igualmente robustas, como la reacción en cadena de la polimerasa (PCR). También otras adaptadas para el brote pandémico, como la amplificación isotérmica de ácidos nucleicos mediada por bucle. Todas las mencionadas se consideran de tipo molecular, pero también existen las pruebas serológicas, como ELISA, que incluyen ensayos en plasma o de tipo inmunológico. Estas sirven para detectar anticuerpos frente a la exposición al virus o antígenos en personas potencialmente infectadas. Conclusiones: los procesos de investigación y desarrollo biotecnológicos aplicados al diagnóstico y los conocimientos científicos previos permitieron una respuesta tanto nacional como internacional rápida y eficaz en medio de una inédita pandemia global. En esta revisión destacamos las principales técnicas, en qué estadio se deben usar y qué información nos aportan. (AU)

Introduction: in December 2019, a viral pneumonia emerged in China, identifying the virus as a SARS-CoV-2 coronavirus, which spread rapidly in such a way that it became a pandemic. The high contagiousness and the presence of asymptomatic carriers make difficulted to diagnose the infection and to make health decisions. Target: the objective of this review is to present and describe the main techniques currently used for the diagnosis of COVID-19, and to establish their relationship with the knowledge of different disciplines and emerging technologies that converge in biochemical-pharmaceutical biotechnology oriented to human health. Methodology: a review of the literature available in Pubmed from January 2020 on the diagnostic tests that are currently in use in the health field, for the detection and monitoring of COVID-19 disease, was carried out. Searches were also carried out through Google and Google Scholar for publications of Health organizations in reference to diagnostic methods. Results: a significant number of diagnostic tests are presented, based on different technologies, which play a key role in the COVID-19 pandemic. Some of them are very sophisticated, such as next-generation genomic sequencing, others more standard, but equally robust, such as polymerase chain reaction. Also others adapted for the pandemic outbreak such as loop-mediated isothermal amplification of nucleic acids. All of the aforementioned are considered molecular, but there are also serological tests, such as ELISA, which include plasma or immunological tests. These serve to detect antibodies against exposure to the virus or antigens in potentially infected people. Conclusions: biotechnological research and development processes applied to diagnosis and previous scientific knowledge allowed a rapid and effective national and international response in the midst of an unprecedented global pandemic. In this review we highlight the main techniques, at what stage they should be used and what information they provide us. (AU)

Assuntos

RESUMO

Resumen El adenocarcinoma pancreático es una enfermedad heterogénea. Sin dudas la aparición y la acumulación de mutaciones genéticas promueven el desarrollo del adenocarcinoma pancreático. Sin embargo, de manera contra-intuitiva, los análisis genéticos, por más precisos y profundos que sean, no permi ten la estratificación de los pacientes para predecir la evolución clínica ni para seleccionar el tratamiento más eficaz para cada paciente. Esto es debido a que la evolución clínica y la sensibilidad a los tratamientos están asociadas con su fenotipo, el que, a su vez, está determinado por la expresión global de los genes, es decir están regulados a nivel transcriptómico. Por lo tanto, la estratificación de esos pacientes debe hacerse a través de la lectura transcriptómica y no a través de su análisis genético. Los datos obtenidos sobre grandes cohortes de pacientes indican que el estudio de un conjunto de transcriptos seleccionados podría predecir la evolución clínica y ayudar a decidir el tratamiento más apropiado. Se está avanzando rápidamente hacia una medicina personalizada para esta enfermedad, que de por sí tiene un mal pronóstico, pero que es aún peor si la deci sión terapéutica no es la más adaptada a cada paciente. Estamos convencidos de que en un futuro próximo el tratamiento de los cánceres estará precedido por una caracterización transcriptómica extensa con el fin de seleccionar los tratamientos "a la carta" más adecuados.

Abstract Pancreatic adenocarcinoma is a heterogeneous disease. Undeniably, the appearance and accumulation of genetic muta tions promote the development of pancreatic adenocarcinoma. However, counterintuitively, genetic analyzes, no matter how precise and in-depth they may be, do not allow stratification of patients to predict their clinical evolution or to select the most effective treatment in each case. This is due to the fact that the clinical evolution and sensitivity to treatments are associated with the tumoral phenotype, which, in turn, is determined by the global expression of genes that is regulated at the transcriptomic level. Therefore, the stratification of these patients must be done by analysis at the transcriptomic level and not by genetic analysis. The data obtained from large cohorts of patients indicate that studying the transcription of a selected set of genes could predict the clinical outcome and can help to decide about the most appropriate treatment. We are moving very rapidly towards a personalized medicine for this disease, which in itself has a poor prognosis, even worse if the therapeutic deci sion is not the most adapted to each patient. We are convinced that in the near future the treatment of cancers will be preceded by an extensive transcriptomic characterization in order to select the most suitable "à la carte" treatments.

RESUMO

Resumen El modelamiento ¡n silíco ha sido de gran contribución en los procesos proteómicos, desarrollando estructuras de las secuencias proteicas ya existentes, que por motivos de altos costos y las diferentes tecnologías necesarias para el desarrollo de estas metodologías, se encuentran deficientes en el número de modelamientos de proteínas disponibles. Entre aquellas secuencias con carencia de estructura proteica se encuentra la proteína liasa organomercurial (MerB) de Pseudomonas /luorescens, importante en la resistencia al mercurio. En el presente artículo se analizó tanto estructural como funcionalmente la proteína MerB en Pseudomonas jluorescens, utilizando la herramienta de la química estructural "modelamiento por homología" mediante plataformas bioinformáticas, con el fin de obtener un modelo que represente la estructura 3D más precisa y que capturen las mejores variantes estructurales entre todas las posibles conformaciones de las proteínas en la familia. En este trabajo, se desarrolló un método comparativo de la secuencia estudiada con las reportadas en las bases de datos para las proteínas MerB del género Pseudomonas. Se propone un modelo tridimensional para la enzima (MerB) en P. jluorescens, mediante el modelamiento por homología, se muestra la caracterización en la estructura secundaria, terciaria, la caracterización del dominio catalítico y los motivos estructurales presentes.

Abstract In silico modeling has made a great contribution to proteomic processes, developing structures of the already existing protein sequences, which for reasons of high costs and the different technologies necessary for the development of these methodologies, are deficient in the number of models of available proteins. Among those sequences lacking protein structure is the organomercurial lyase (MerB) protein from Pseudomonas fluoresceins, important in mercury resistance. In this article, the MerB protein in Pseudomonas fluorescens was analyzed both structurally and functionally, using the structural chemistry tool "homology modeling" using bioinformatic platforms, in order to obtain a model that represents the most accurate 3D structure and that captures the best structural variants among all the possible conformations of the proteins in the family. In this work, a comparative method of the sequence studied with those reported in the databases for MerB proteins of the genus Pseudomonas was developed. A three-dimensional model for the enzyme (MerB) in P. fluorescens is proposed, through homology modeling, the characterization at the secondary and tertiary structure level, the characterization of the catalytic domain and the structural motifs present is shown.

Resumo A modelagem in silico tem dado um grande contributo para os processos proteómicos, desenvolvendo estruturas de sequências de proteínas já existentes, as quais, pelos elevados custos e pelas diferentes tecnologias necessárias ao desenvolvimento destas metodologias, são deficientes no número de modelos de proteínas disponíveis. Entre as sequências sem estrutura protéica está a proteína organomercurial liase (MerB) de Pseudomonas fluorescens, importante na resistência ao mercúrio. Neste artigo, a proteína MerB em Pseudomonas fluorescens foi analisada estrutural e funcionalmente, usando a ferramenta de química estrutural "modelagem de homologia" usando plataformas de bioinformática, a fim de obter um modelo que represente a estrutura 3D mais precisa e que capture as melhores variantes estruturais. entre todas as conformações possíveis das proteínas da família. Neste trabalho, foi desenvolvido um método comparativo da sequência estudada com aqueles relatados em bancos de dados para proteínas MerB do gênero Pseudomonas. Um modelo tridimensional para a enzima (MerB) em P. fluorescens é proposto, através de modelagem por homologia, a caracterização em nível de estrutura secundária e terciária, a caracterização do domínio catalítico e os motivos estruturais presentes são mostradas.

RESUMO

Os avanços metodológicos e instrumentais decorrentes do Projeto Genoma Humano formaram o arcabouço necessário para o surgimento das tecnologias de sequenciamento de DNA de Nova Geração, as quais se caracterizam por um custo reduzido, uma baixa demanda operacional e a produção de um grande volume de dados por experimento. Concomitantemente a isso, o aumento no poder de processamento computacional permitiu o desenvolvimento de análises genéticas em larga escala, de modo que, atualmente, é possível estudar características genômicas individualizadas e, até então, pouco ou nunca exploradas. Dentre essas características, aquelas relacionadas às variações estruturais em genomas têm recebido bastante atenção. Os pseudogenes processados, ou retrocópias, são variações estruturais causadas pela duplicação de genes codificadores mediante à transposição de seu RNA mensageiro maduro pela maquinaria enzimática de LINE- 1. As retrocópias podem estar fixadas, ou seja, presentes em todos os genomas de uma dada espécie, os quais são representados pela montagem modelo do genoma de referência, ou podem não estar fixadas, sendo polimórficas, germinativas ou somáticas. No entanto, o conhecimento acerca das retrocópias não fixadas ainda é limitado devido à falta de ferramentas de bioinformática dedicadas a sua identificação e anotação em dados de sequenciamento de DNA. Posto isso, este trabalho apresenta o sideRETRO um programa computacional especializado na detecção de pseudogenes processados ausentes do genoma de referência, mas presentes em dados de sequenciamento de genoma completo e exoma de outros indivíduos. Além de apontar para a presença de retrocópias não fixadas, o sideRETRO é capaz de anotar várias outras características relacionadas a esses evento, tais como: a coordenada genômica de inserção do pseudogene processado, a qual constitui o cromossomo, o ponto de inserção e a fita de DNA (líder or retardada); o contexto genômico do evento (exônico, intrônico ou intergênico); a genotipagem (presente ou ausente) e a haplotipagem (em homozigose ou heterozigose). Para atestar a eficiência da ferramenta, o sideRETRO foi executado para dados simulados e para dados reais validados experimentalmente por um grupo independente. Portanto, em resumo, nesta tese são descritos o desenvolvimento e o uso do sideRETRO uma ferramenta computacional robusta e eficiente, designada para identificar e anotar pseudogenes processados não fixados. Por fim, vale destacar que o sideRETRO preenche uma lacuna metodológica e possibilita novas hipóteses e investigações sistemáticas no campo de chamada de variantes estruturais

The methodological and instrumental advances resulting from the Human Genome Project have created the necessary framework to the emergence of Next Generation DNA sequencing technologies, which are characterized by a reduced cost, low operational demand and the generation of a large volume of data per experiment. Concomitantly with this, the increase in computational processing power has driven the development of large-scale genetic analyses, which allowed us to study individualized genomic traits little or never explored before. Among these characteristics, those related to structural variations in genomes have received much attention. Processed pseudogenes, or retrocopies, are structural variations caused by the duplication of coding genes through the transposition of their mature messenger RNA by the LINE-1 enzymatic machinery. Retrocopies can be fixed (i.e., present in all genomes of a given species and included into the assembly of the reference genome) or unfixed, being polymorphic, germinal or somatic. However, knowledge about unfixed retrocopies is still limited due to the lack of bioinformatics tools dedicated to their identification and annotation in DNA sequencing data. Therefore, this work presents sideRETRO a computer program specialized in the detection of processed pseudogenes absent from the reference genome, but present in whole genome and exome sequencing data from other individuals. In addition to pointing out the presence of unfixed retrocopies, sideRETRO is able to annotate several other characteristics related to these events, such as: the genomic coordinate of the processed pseudogene insetion, which constitutes the chromosome, the insertion point and the DNA strand (leader or retard); the genomic context of the event (exonic, intronic or intergenic); genotyping (present or absent) and haplotyping (homozygous or heterozygous). To certify the sideRETRO efficiency, it was run on simulated data and on real data experimentally validated by an independent group. Therefore, in summary, this thesis describes the development and use of sideRETRO a robust and efficient computational tool, designed to identify and annotate unfixed processed pseudogenes. Finally, it is worth noting that sideRETRO fills a methodological gap and allows new hypotheses and systematic investigations in the field of structural variant calling

Assuntos

RESUMO

Superior do Instituto Butantan, São Paulo, 2022. Considered by the World Health Organization (WHO) a public problem that affects several countries, oral diseases affect about 3.5 billion people worldwide. There are several common oral diseases present in the population that are caused by bacteria, such as oral cavities, tartar, gingivitis and periodontitis. The mouth is the natural habitat of several bacteria, with more than 700 species known so far. Scenarios like this, characterized by a great complexity of the microbiota, demonstrate the need for accuracy in biological classification, which is essential to characterize the microorganisms present in different physiological situations, especially during pathological events. An accurate classification is also essential for the diagnosis and epidemiological monitoring of infectious diseases. Although there is a consensus that the taxonomic information of a bacterium is contained in its genome, its use for taxonomic purposes has only become more frequent with the advances in new generations of DNA sequencing technologies. In fact, for years the DNA-DNA hybridization method (DDH) was used for the classification of bacteria, however, with advances in genomics, the DDH became an outdated method, opening space for new taxonomic analysis tools, such as the average nucleotide identity (ANI), an analysis considered to be the best option for determining species boundaries and confirming the taxonomic identification of a sample. The main objective of this study was, based on genomic analyzes and the use of bioinformatics tools, to revise the classification of bacterial genera both present in the oral cavity and that contain species that cause oral infections. We chose six genera of bacteria that, according to the literature, have species that are present in oral infections. The genera chosen were: Aggregatibacter, Fusobacterium, Prevotella, Porphyromonas, Selenomonas and Veillonella. In all these genera, inconsistencies were found between the classification described in GenBank and that indicated by the ANI analysis, which allowed us to propose the reclassification of several isolates and propose the creation of new species for all these genera.

Consideradas pela Organização Mundial da Saúde (OMS) um problema de âmbito público que afeta diversos países, as doenças bucais afetam cerca de 3,5 bilhões de pessoas mundialmente. Há diversas enfermidades bucais comuns presentes na população que são ocasionadas por bactérias, como as cáries bucais, tártaro, gengivite e periodontite. A boca é o habitat natural de diversas bactérias, tendo-se conhecimento de mais de 700 espécies. Cenários como este, caracterizados por grande complexidade da microbiota, demonstram a necessidade da precisão da classificação biológica, que é essencial para caracterizar quem são os microorganismos presentes em diferentes situações fisiológicas, especialmente durante eventos patológicos. Uma precisa classificação também é essencial para o diagnóstico e o monitoramento epidemiológico de doenças infecciosas. Embora exista um consenso de que as informações taxonômicas de uma bactéria estejam contidas em seu genoma, a sua utilização para fins taxônomicos só passou a ser mais frequente a partir dos avanços das tecnologias de sequenciamento de DNA de nova geração. De fato, durante anos o método de hibridização DNA-DNA (DDH) foi utilizado para a classificação de bactérias, no entanto, com os avanços da genômica, o DDH se tornou um método ultrapassado, abrindo espaço para novas ferramentas de análise taxonômica, como a identidade média de nucleotídeos (ANI), uma análise considerada como a melhor opção para determinar os limites das espécies e confirmar a identificação taxonômica de uma amostra. O objetivo principal deste estudo foi, a partir de análises genômicas e do uso de ferramentas de bioinformática, revisar a classificação de gêneros bacterianos presentes na cavidade oral e que contenham espécies que acarretam infecções bucais. Escolhemos seis gêneros de bactérias que, de acordo com a literatura, apresentam espécies que estão presente em infecções bucais. Os gêneros escolhidos foram: Aggregatibacter, Fusobacterium, Prevotella, Porphyromonas, Selenomonas e Veillonella. Em todos esses gêneros foram encontradas inconsistências entre a classificação descrita no GenBank e aquela apontada pela análise de ANI, o que nos permitiu propor a reclassificação de diversos isolados e propor a criação de novas espécies para todos esses gêneros.

RESUMO

Bioinformatics is an important tool in several areas of science, and it can be used for the reclassification of organisms from the Archaea and Bacteria kingdoms. Using tools to calculate the average nucleotide identity, gene annotation and pan-genome analysis, it can be identified possible inconsistencies in the classification of bacteria. It was made a massive analysis of genomic data from two bacterial genera of medical interest Brucella and Micrococcus responsible for causing chronic diseases and nosocomial infections, respectively. The methodology used was nucleotide similarity analysis, genomic annotation, pan-genome analysis and annotation of genes of interest. In this study we propose reclassifications for both genera studied and we point out proposals for new poorly classified species and others not yet identified.

A bioinformática é uma importante ferramenta em diversas áreas da ciência, podendo ser usada para a reclassificação de organismos dos reinos Archaea e Bacteria. A partir do uso de ferramentas de cálculo da identidade média de nucleotídeos, anotação de genes, análise pan-genoma podem ser identificadas possíveis inconsistências na classificação de bactérias. Nesse trabalho, foi realizada uma análise massiva de dados genômicos de dois gêneros bacterianos de interesse médico, Burcella e Micrococcus, responsáveis por causar doenças crônicas e infecções hospitalares, respectivamente. A metodologia utilizada foi a de análise de similaridade nucleotídica, anotação genômica, análise de pan-genoma e anotação de genes de interesse. Neste estudo propomos reclassificações para ambos os gêneros estudados e apontamos propostas de novas espécies classificadas erroneamente e de outras ainda não identificadas.

RESUMO

Bioinformatics has generated a great impact in the scientific field due to its diverse applications, one of its highlights being the study of genomes through tools that make it possible to carry out sequence alignment, identification of protein families profile, genome annotation and the investigation of presence/absence of resistance and virulence genes based on different databases. A resource that has recently gained prominence in the classification of microorganisms is called ANI (Average Nucleotide Identity), which seeks, through the average nucleotide similarity between genomes, to demarcate boundaries between species. Another relevant resource is the investigation of microorganisms with potential multi-resistance. We used both of these resources to investigate a significative number of isolates of the genus Neisseria and Vibrio, which, in addition to having gone through recent phylogenetic reclassifications, present possible multiresistant species. We sought to identify possible classification inconsistencies of species from the genus Neisseria and Vibrio through ANI, proposing reclassifications when applicable. Another objective was to analyze the presence / absence of resistance and virulence genes through bioinformatics software. Among the investigated species N. sicca LPB0402 and N. perflava LPB0400 need to undergo a reclassification, due to having presented ANI of 99.99%, which define them as the same species. Concerning the genus Vibrio, we suggest with low doubt, that V. lentus 5F79 and V. tasmaniensis 5F79 are the same species, since they present ANI of 99.97%, whereas V. lentus 10N6145B10 with ANI of 95.62% and 95.64% respectively, when compared to these two isolates cited above, should also be included in this same species. As for resistance genes N. lactamica, N. gonorrhoeae, N. meningitidis and especially N. brasiliensis N17716, V. hepatarius DSM19134 and V. cholerae 1Mo have a potential profile of multiresistance; V. mimicus 2011V1073 stood out in terms of virulence. We can conclude that the analysis of the genome of bacterial isolates allowed us to find classification inconsistencies and to generate proposals for reclassification, as well as allowed us to show that isolates not considered of medical interest actually have a large number of genes for vituence and antimicrobial resistance, reason why they should have their vigilance increased.

A bioinformática tem gerado grande impacto no campo científico devido às suas diversas aplicações, sendo um de seus destaques o estudo de genomas por meio de ferramentas que possibilitam realizar alinhamento de sequências, identificação do perfil de famílias de proteínas, anotação de genomas e a investigação da presença/ausência de genes de resistência e virulência baseados em diferentes conjuntos de dados. Um recurso que ganhou destaque recentemente na reclassificação de microrganismos foi a análise por ANI (Average Nucleotide Identity), que busca por meio da média de similaridade nucleotídica entre os genomas, demarcar limites entre espécies. Um outro recurso relevante é a investigação de microrganismos com potencial multirresistência. Utilizando essas duas ferramentas, avaliamos um grande número de isolados dos gêneros Neisseria e Vibrio, que além de terem passado por recentes reclassificações filogenéticas, apresentam potenciais espécies multiresistentes. Buscamos identificar possíveis inconsistências de classificação de espécies dos gêneros Neisseria e Vibrio por meio de ANI, propondo reclassificações quando aplicáveis. Outro objetivo foi analisar a presença/ausência de genes de resistência e virulência por meio de softwares de bioinformática. Dentre as espécies investigadas N. sicca LPB0402 e N. perflava LPB0400 precisam passar por uma reclassificação, devido terem apresentado ANI de 99,99%, o que as define como a mesma espécie. Quanto ao gênero Vibrio sugerimos, com pouca margem de dúvida, que V. lentus 5F79 e V. tasmaniensis 5F79 são a mesma espécie, por apresentarem ANI de 99,97%, podendo V. lentus 10N6145B10 com ANI de 95,62% e 95,64% respectivamente quando comparado comos dois isolados citadas acima, ser incluso nesta mesma espécie. Quanto aos genes de resistência N. lactamica, N. gonorrhoeae, N. meningitidis e principalmente N. brasiliensis N17716, V. hepatarius DSM19134 e V. cholerae 1Mo apresentaram um perfil potencial de multirresistência; V. mimicus 2011V1073 se destacou no quesito virulência Podemos concluir que a análise do genoma de isolados bacterianos nos permitiu encontrar inconsistencias de classificação e gerar propostas de reclassificação, assim como permitiu detectar que isolados não considerados como de interesse médico possuem, na verdade, grande número de genes de vitulência e resistencia antimicromiana, motivo pelo qual devem ter sua vigilância aumentada.

RESUMO

Uno de los rasgos de la sociedad del siglo XXI es la incorporación de las TIC en la educación, las cuales pueden contribuir en los procesos de enseñanza-aprendizaje. Sin embargo, el maestro es quien le dá el sentido pedagógico a estos recursos educativos. En ese sentido, las herramientas de la bioinformática pueden contribuir en la enseñan-za de temas complejos y abstractos con ejemplos concretos y sin necesidad de realizar prácticas de laboratorio que representen elevados costos económicos. Considerando lo anterior, en esta investigación se presenta el diseño de la guía "Análisis de la variabilidad genética en especies de Pseudomonas mediante comparación de los mapas de restricción del gen ptsN", que utilizó dos sitios web gratuitos y que muestra paso a paso la manera de realizarla. La guía se aplicó a 30 estudiantes de la asignatura "biología molecular" del período 2018-1 de la licenciatura en biología de la UPN. Para la recolección de la información que permitió evaluar el aprendizaje y conocer la percepción de los estudiantes respecto de la pertinencia y viabilidad del recurso educativo se emplearon un cuestionario y una encuesta estructurada. Después de trabajar con la guía, los estudiantes mostraron un progreso signifi cativo en sus bagajes cognitivo, conceptual y procedimental, hecho que se evidencia en las respuestas obtenidas mediante los instrumentos diseña-dos. Tras la experiencia, los estudiantes consideraron que la guía era apropiada y viable para enseñar variabilidad genética. Adicionalmente, se hizo evidente que sí es posible diseñar actividades contextualizadas a bajo costo.

One of the features of the 21st century society is the incorporation of ICT in education, which can contribute to the teaching-learning processes. However, it is the teacher who gives the pedagogical meaning to these educational resources. In this sense, bioinformatics tools can contribute to the teaching of complex and abstract topics with concrete examples and without the need for laboratory practices that represent high economic costs. Considering the above, this research presents the design of the guide "Analysis of genetic variability in Pseudomonas species by comparison of restriction maps of the ptsN gene", which used two free websites and shows step by step how to perform it. The guide was applied to 30 students of the subject "molecular biology" of the period 2018-1 of the bachelor's degree in biology at UPN. A questionnaire and a structured survey were used to collect information to evaluate learning and to know the students' perception of the relevance and feasibility of the educational resource. After working with the guide, students showed signifi cant progress in their cognitive, conceptual and procedural baggage, as evidenced by the answers obtained through the designed instruments. After the experience, the students considered that the guide was appropriate and viable for teaching genetic variability. Additionally, it became evident that it is possible to design contextualized activities at low cost.

Assuntos

RESUMO

Arguably, the nitrogen (N) is an important and essential component for plant growth and development. Among the sources of N available, the ammonium is a major inorganic nitrogen source for plants is mobilized by ammonium transporter (AMT). In this study, data mining revealed that the Ananas comosus L. genome was identified eight genes of the AMT family. Based on this information, we conducted a comprehensive analysis using some bioinformatics tools in order to individually characterize the identified genes. The comprehensive analysis of AMT will provide an important foundation for further investigation of the regulatory mechanisms of AcoAMTs in A. comosus L.

Indiscutivelmente, o nitrogênio (N) é um componente importante e essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas. Dentre as fontes de N disponíveis, o amônio é a principal fonte de nitrogênio inorgânico para as plantas, sendo mobilizado pelo transportador de amônio (AMT). Neste estudo, a mineração de dados revelou que no genoma de Ananas comosus L. foram identificados oito genes da família AMT. Com base nessas informações, realizamos uma análise abrangente usando algumas ferramentas de bionformática com a finalidade de caracterizar individualmente os genes identificados. A análise abrangente do AMT fornecerá uma base importante para uma investigação mais aprofundada dos mecanismos regulatórios de AcoAMTs em A. comosus L.

Assuntos

RESUMO

Arguably, the nitrogen (N) is an important and essential component for plant growth and development. Among the sources of N available, the ammonium is a major inorganic nitrogen source for plants is mobilized by ammonium transporter (AMT). In this study, data mining revealed that the Ananas comosus L. genome was identified eight genes of the AMT family. Based on this information, we conducted a comprehensive analysis using some bioinformatics tools in order to individually characterize the identified genes. The comprehensive analysis of AMT will provide an important foundation for further investigation of the regulatory mechanisms of AcoAMTs in A. comosus L.(AU)

Indiscutivelmente, o nitrogênio (N) é um componente importante e essencial para o crescimento e desenvolvimento das plantas. Dentre as fontes de N disponíveis, o amônio é a principal fonte de nitrogênio inorgânico para as plantas, sendo mobilizado pelo transportador de amônio (AMT). Neste estudo, a mineração de dados revelou que no genoma de Ananas comosus L. foram identificados oito genes da família AMT. Com base nessas informações, realizamos uma análise abrangente usando algumas ferramentas de bionformática com a finalidade de caracterizar individualmente os genes identificados. A análise abrangente do AMT fornecerá uma base importante para uma investigação mais aprofundada dos mecanismos regulatórios de AcoAMTs em A. comosus L.(AU)

Assuntos

RESUMO

Resumen La aparición de secuenciadores masivos que permiten leer en paralelo de millones a miles de millones de secuencias o fragmentos del ADN (reads) ha revolucionado la microbiología, la cual ha pasado de un ámbito exclusivamente laboratorial a uno computacional, con la aplicación ineludible de la bioinformática. La posibilidad de efectuar estudios de la microbiota, el microbioma y el metagenoma de una muestra clínica de manera rápida y a un coste reducido permite avanzar más rápidamente en el diagnóstico de enfermedades, en el conocimiento de la taxonomía y la epidemiología de los agentes involucrados, así como de su virulencia. También posibilita la realización de estudios de genómica comparada y el descubrimiento de genes o variantes de interés, lo que puede llevar a que enfermedades tradicionalmente consideradas como de carácter no microbiano sean asociadas a la presencia de microrganismos. En esta revisión se aclara la terminología usada en este campo, y se describen las principales tecnologías de secuenciación y su utilidad en el análisis microbiano. Asimismo, se señalan diversos programas de código libre, pipelines de análisis, bases de datos y plataformas web que permiten que la bioinformática se integre exitosamente al ámbito de la microbiología clínica y al estudio de las enfermedades infecciosas.

Abstract Massive parallel sequencing (High-Throughput Sequencing [HTS]) allows to read millions or billions of DNA sequences or fragments (reads) in parallel and is revolutionizing microbiology research, moving from laboratory methods to computed-assisted analyses, with the compelling use of Bioinformatics. The time and cost reduction in studies on the microbiota, microbiome and metagenome, allows to rapidly progress in diagnosis, taxonomy, epidemiology, comparative genomics, virulence, discovery of genes or variants of interest and the association of microorganisms with traditionally considered non-microbial diseases. In this review, the terminology, the sequencing technologies and their applications are described for microbial analysis using open-source bioinformatics software, analysis pipelines, databases and web platforms that allow a user-friendly bioinformatics approach affordable by the clinical microbiologist and infectious disease practitioners.

Assuntos

RESUMO

RESUMEN En Antioquia, el cultivo de tomate (Solanum lycopersicum) se ve afectado por diversas enfermedades virales, que ocasionan la disminución en la calidad de los frutos y de los rendimientos; sin embargo, pocos estudios han identificado, a nivel de especie, los agentes causales de dichas enfermedades. En los últimos años, la secuenciación de alto rendimiento (HTS), se ha convertido en una herramienta eficiente de diagnóstico de fitopatógenos, permitiendo la detección y la caracterización genómica de un alto número de virus, en diferentes plantas. En este trabajo, se evaluó la presencia de virus de ARN infectando tomate var. Chonto del oriente Antioqueño, mediante HTS y RT-PCR, en tiempo real (RT-qPCR), en muestras de tejido foliar y en semillas. El análisis de HTS indicó la infección de los virus Potato virus S (PVS), Potato virus Y (PVY), Potato yellow vein virus (PYVV), Potato virus X (PVX), Southern tomato virus (STV) y Bell pepper endornavirus (BPEV), en los cultivos de tomate de esta región, obteniéndose los genomas completos de PYVV, STV y BPEV. Las pruebas de RT-qPCR indicaron la presencia de PYVV en el 100% de las muestras foliares analizadas, mientras que PVX, PVY, STV y PVS, se encontraron en niveles de 94,4, 77,8, 72,2 y 5,6%, respectivamente. La evaluación de estos virus en lotes de semilla sexual comercial y no comercial y en sus plantas derivadas evidenció la presencia de cinco virus en dicho material, con niveles de prevalencia del 13 al 93% e infecciones mixtas, que incluyeron combinaciones, desde dos a cinco virus.

ABSTRACT In Antioquia, the tomato crop (Solanum lycopersicum) is seriously affected by a wide range of viral diseases that affect yield and the quality of fruits. Despite of this, there are few studies aimed at identifying these viruses at the species level. With the advent of High-throughput sequencing (HTS) methods, it is now possible to achieve an efficient characterization of viruses infecting plant hosts. In this work, the presence of RNA viruses infecting tomato var. Chonto in eastern Antioquia was tested using HTS and Real-time RT-PCR (RT-qPCR) in leaf tissues and seeds. HTS revealed infection with Potato virus S (PVS), Potato virus Y (PVY), Potato yellow vein virus (PYVV), Potato virus X (PVX), Southern tomato virus (STV) and Bell pepper endornavirus (BPEV). Complete genome sequences were obtained for PYVV, STV and BPEV. RT-qPCR showed prevalence of 100%, 94.4%, 77.8%, 72.2% and 5.6% for PYVV, PVX, PVY, STV and PVS in leaf samples, respectively. These viruses were also found infecting commercial and informal seeds and in their seedlings with a prevalence between 13 and 93%. Mixed infections were found to combine a mixture of two to five viruses.

RESUMO

Massive parallel sequencing (High-Throughput Sequencing [HTS]) allows to read millions or billions of DNA sequences or fragments (reads) in parallel and is revolutionizing microbiology research, moving from laboratory methods to computed-assisted analyses, with the compelling use of Bioinformatics. The time and cost reduction in studies on the microbiota, microbiome and metagenome, allows to rapidly progress in diagnosis, taxonomy, epidemiology, comparative genomics, virulence, discovery of genes or variants of interest and the association of microorganisms with traditionally considered non-microbial diseases. In this review, the terminology, the sequencing technologies and their applications are described for microbial analysis using open-source bioinformatics software, analysis pipelines, databases and web platforms that allow a user-friendly bioinformatics approach affordable by the clinical microbiologist and infectious disease practitioners.

Assuntos

RESUMO

Introducción: El avance en las técnicas bioinformáticas ha permitido realizar acercamientos y mejoras en los diagnósticos clínicos, correlacionando genotipo ­ fenotipo y permitiendo el acercamiento a una terapia personalizada. Objetivo: Realizar mediante técnicas bioinformáticas, la caracterización molecular y de expresión génica de una paciente con manifestaciones clínicas (dismorfias, retraso en el desarrollo) de una enfermedad compleja (poligénica). Materiales y métodos: Se realizó la secuenciación de exoma completo a partir de una muestra de sangre periférica. Se analizaron los datos obtenidos mediante análisis in-sílico, utilizando programas como SIFT, Mutation Tester, UMD y Provean, para determinar la significancia clínica de variantes encontradas; además se usó programa GeneMania para determinar las interacciones génicas. Resultados:Se encontraron 3 variantes en los genes SEMA4A, PTPN11 y RAB40A, asociados a Retinitis pigmentosa 35, Síndrome de Noonan y Sindrome de retraso mental Martin-Probs, respectivamente; encontrando según los softwares predictores, en el primer caso un significado clínico aparentemente benigno, y en los dos últimos genes un significado clínico patogénico. El análisis de redes génicas reveló alteraciones en funciones biológicas como la señalización mediada por fosfatidilinositol, respuesta al factor del crecimiento fibroblástico, vía de señalización de neutrofina y la morfogénesis de vasos sanguíneo que permitieron explicar gran parte de la sintomatología observada. Conclusión: El análisis personalizado de las patologías complejas mediante el uso de la clínica, herramientas genómicas y bioinformaticas han permitido un avance significativo en las técnicas para el procesamiento y análisis de datos, beneficiando los estudios científicos que permiten el acercamiento a un correcto diagnóstico y adecuada consejería genética.

Introduction: Advances in bioinformatics techniques have allowed approaches and improvements in clinical diagnoses, correlating genotype - phenotype and allowing the approach to personalized therapy. Objective: In order to perform the molecular characterization and gene expression in a patient with complex clinical manifestations through bioinformatics techniques, complete exome sequencing was performed by a peripheral blood sample to a woman with facial dysmorphisms and developmental disorders. Material and methods: We analyzed the data obtained by in-silico analysis, using programs such as SIFT, Mutation Tester, UMD and Provean, to determine the clinical significance of the found variants and GeneMania program was used to determine gene interactions. Results: 3 variants were found in the genes SEMA4A, PTPN11 and RAB40A, associated with Retinitis pigmentosa 35, Noonan Syndrome and Mental Retardation Syndrome Martin-Probs, respectively; according to the predictive softwares, in the first case an apparently benign clinical meaning, and in the last two genes a clinical pathogenic meaning. The analysis of gene networks revealed alterations in biological functions such as signaling mediated by phosphatidylinositol, response to the fibroblastic growth factor, neutrophin signaling pathway and blood vessel morphogenesis that allowed us to explain a large part of the observed symptomatology. Conclusion: The personalized analysis of complex pathologies through the use of clinical, genomic and bioinformatic tools has allowed a significant advance in techniques for processing and analyzing data, benefiting scientific studies that allow the approach to a correct diagnosis and adequate genetic counseling.

Assuntos

RESUMO

Objetivo: La ejecución de esta investigación presenta dos objetivos principales: primero. Realizar avistamientos de aves en entornos rurales; con estudiantes de primaria, por medio del dibujo como herramienta descriptiva. Segundo. Desarrollar una metodología sencilla para realizar un análisis bioinformático rápido, utilizando el criterio de parsimonia. Materiales y métodos: El presente trabajo se desarrolló con la comunidad educativa de la Institución Educativa Departamental Técnica Agropecuaria Ferralarada; ubicada en el municipio de Choachí, Colombia. Como respuesta a la necesidad de continuar los procesos pedagógicos de la institución en materia ambiental y a los retos actuales de la educación presentados por la emergencia sanitaria del COVID-19. Se realizó una serie de actividades experimentales, que surgen de las aves como elemento motivacional. Resultados. Las actividades realizadas por los docentes de primaria a propósito de los avistamientos, han generado registros de dibujo y escritos, los cuales expresan las representaciones que tienen los estudiantes a propósito de su entorno natural. Se construyo un árbol filogenético basado en el criterio de parsimonia utilizando secuencias del gen CO1 extraídas de Genbank, y analizadas con los programas ClustalX, Nona y Asado. Conclusión: Las actividades ejecutadas a propósito de los avistamientos, han resultado ser viables y de fácil desarrollo con la comunidad educativa. La propuesta bioinformática se configura como una herramienta de análisis sencillo con validez procedimental, sin embargo, requiere avances conceptuales frente al manejo de programas y plataformas, así como disponibilidad de recursos tecnológicos para su implementación.

Aim: The execution of this proposal has two main aim: 1. Perform bird watching in rural settings; with primary school students, using drawing as a descriptive tool. 2. Develop a simple methodology to perform a rapid bioinformatic analysis, using the parsimony criterion. Materials and methods: This work was developed with the educational community of the Institución Educativa Departamental Técnica Agropecuaria Ferralarada; located in the municipality of Choachí, Colombia. In response to the need to continue the pedagogical processes of the institution in environmental matters and to the current challenges of education presented by the health emergency of COVID-19. A series of experimental activities were carried out, arising from birds as a motivational element. Results. The activities carried out by the primary school teachers regarding the sightings have generated drawing and written records, which express the representations that students have of their natural environment. A phylogenetic tree was built based on the parsimony criterion using sequences of the CO1 gene extracted from Genbank, and analyzed with the ClustalX, Nona and Asado programs. Conclusion: The activities carried out in connection with the sightings have turned out to be viable and easy to develop with the educational community. The bioinformatics proposal is configured as a simple analysis tool with procedural validity, however, it requires conceptual advances in the management of programs and platforms, as well as the availability of technological resources for its implementation.

Assuntos