Visualização de dados genômicos do fungo Paracoccidioides brasiliensis

Abstract

Os projetos de seqüenciamento genômico desenvolvidos em todo o mundo geram uma enorme crescente quantidade de informações. Estas informações estão normalmente descritas nos formatos texto, HTML (Linguagem de Marcação de Hipertexto) ou XML (Linguagem de Marcação Extensível) e seu volume total pode chegar a centenas ou milhares de páginas. Assim, o armazenamento e análise destas informações requerem o uso de ferramentas e métodos computacionais que facilitem e apóiem as pesquisas biológicas. Além das informações de ESTs (Etiquetas de Seqüências Expressas) ou DNAs genômicos geradas pelos projetos de seqüenciamento, outros dados como comparações genômicas e genes diferencialmente expressos, obtidos por comparações usando BLAST (Ferramenta para Busca de Alinhamentos) e experimentos de macroarranjo de cDNA também são fornecidos em saídas textuais e exigem uma análise biológica. Estes conjuntos de dados são melhor analisados pelos biólogos quando representados graficamente ou através de tabelas. Neste contexto, este trabalho propõe dois métodos para visualização de dados gerados pelos projetos de seqüenciamento genoma realizados pelo Laboratório de Biologia Molecular da Universidade de Brasília - UnB. Comparações obtidas pelo BLAST entre as ESTs do fungo Paracoccidioides brasiliensis com os DNAs genômicos de dois outros fungos próximos filogeneticamente, o Aspergillus fumigatus e o Aspergillus nidulans, utilizando a ferramenta para visualização de dados genômicos GBrowse, permitirão inferir a organização dos genes do P. brasiliensis dentro dos seus cromossomos. Particularmente, a partir do modelo A. fumigatus, sintenias entre os genes do P. brasiliensis poderão ser identificadas. A partir destas inferências, experimentos biológicos poderão ser elaborados para confirmação da organização dos genes do P. brasiliensis. Por outro lado, visando contribuir para a análise do conjunto de genes diferenciais indicados por experimentos de macroarranjo de cDNA, implementamos a ferramenta PathwayView para localização destes genes nos mapas de vias metabólicas do KEGG (Enciclopédia de Genes e Genomas da Universidade de Kioto). A PathwayView contribuirá para processar um grande volume de dados, facilitando a localização das vias metabólicas e das enzimas diferenciais dentro destas vias. No caso específico do P. brasiliensis, esta ferramenta permitirá aprofundar, por exemplo, o conhecimento de como ocorre a adaptação biológica deste patógeno nos seres humanos, o que poderá indicar direções novas para o desenvolvimento de drogas ou fungicidas. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Genome sequencing projects developed worldwide produce an enormous and growing volume of information. These informations are usually described in text, HTML (Hypertext Markup Language) or XML (Extensible Markup Language) format, and they can be stored on hundreds or even thousands of pages. The storage and analysis of these information require computational tools and methods to facilitate and support the biological research. Besides the EST (Expressed Sequence Tags) information or genomic DNAs generated from the sequencing projects, other data such as genomic comparisons or differential gene expression, obtained from BLAST (Basic Alignment Search Tool) and cDNA macroarray experiments are available on text format which requires biological analysis. The work of the biologists can be supported if the available data is presented using graphics or tables. So, this work proposes two methods for visualizing data generated by the sequencing genome projects developed on the molecular biology of the University of Brasilia. Comparisons obtained by BLAST among the Paracoccidioides brasiliensis ESTs and the genomics DNAs of two others phylogenetic related fungi, Aspergillus fumigatus and Aspergillus nidulans, using a genomic visualization tool - GBrowse, allow to infer the organization of the P. brasiliensis genes inside its chromosomes. Particularly, from the model A. fumigatus, synteny among the P. brasiliensis genes could be identified. The inferences obtained by these comparisons can greatly help to develop biological experiments to confirm the organization of the P. brasiliensis genes. Besides, to contribute for the analysis of the set of differentially expressed genes indicated by cDNA macroarray experiments, a tool named PathwayView was built, to locate the differential genes into the KEGG metabolic pathways maps. PathwayView contribute to process a great volume of data, making easier to find the pathways and the enzymes inside these pathways. In the particular case of the P. brasiliensis fungus, for example, this tool could be used to increase the knowledge of how biological adaptation of this pathogen occurs in humans, which in turn, could indicate new directions for the development of new drugs or fungicides.