bioinformática aplicada nas análises da microbiota do rúmen

Bioinformatica aplicada nas analises damicrobiota do rumen

Leandro Nascimento Lemos

Doutorando em Biologia na Agricultura e no AmbienteSupervisor: Profa. Dra. Tsai

Junho/2016

Leandro Nascimento Lemos Bioinformatica aplicada nas analises da microbiota do rumen

Ciencia de Dados (Data Science)

Geracao de dados massivos em Biologia Molecular;


Ciencia de Dados (Data Science)

Sequenciamento massivo gera muitos dados!Illumina Hiseq: sequenciamento de ate 2.000 genomasmicrobianos em uma unica corrida.


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.


Bioinformatica

Ferramentas deProcessamento:

Ferramentas deVisualizacao:


Bioinformatica: Human Microbiome Project

Explorar as relacoes entre doencas humanas e alteracoes namicrobiota;Desenvolvimento de novas ferramentas de Bioinformatica


Bioinformatica: Human Microbiome Project

Desenvolvimento de novas ferramentas de Bioinformatica(IMG/M)


Bioinformatica: Computadores de alto desempenho

Alta capacidade deprocessamento,armanezamento e memoria;Illumina Hiseq(18.000.000/reads poramostra);128 processadores e 2 TBde memoria ram.


Linux

Sistema operacional livre.


Estudos de comunidades microbianas (ou de microbiomas)

Tecnicas independentes de cultivo de microrganismosPerfil de 16S rDNA; Metagenomica; Metatranscritomica


Perfil de 16S rDNA


Perfil de 16S rDNA: Pipelines


Perfil de 16S rDNA


Perfil de 16S rDNA. (4) Qualidade desequenciamento/Remocao de sequencias de baixaqualidade

Qualidade do sequenciamentoSoftware: FastQC(http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc)


http://www.bioinformatics.babraham.ac.uk/projects/fastqc

Perfil de 16S rDNA. (5) Remocao de sequencias de baixaqualidade

Remover as sequencias dos adaptadores, primers e barcodes;


Perfil de 16S rDNA. (5) Remocao de sequencias de baixaqualidade

Remover as sequencias de baixa qualidade (Phred Score).


Perfil de 16S rDNA. (5) Deteccao e remocao de sequenciasquimericas


Perfil de 16S rDNA. (7a) Agrupamento de OTUs -Operational Taxonomic Units

Agrupamento de sequencias por nıvel de identidade (e.g., 97%);Eliminacao de dados redundantes (repetidos) e reducao da complexidadecomputacional;


Perfil de 16S rDNA. (7b) Identificacao taxonomica

Afiliacao taxonomica com base no nıvel de similaridade com sequenciasdepositadas em bancos de dados publicos;Softwares: RDP Classifier; Usearch; BLAST.


Perfil de 16S rDNA. Exemplo de estudo

Qual e a influencia da idade no desenvolvimento da microbiota do rumenem bovinos?


Metagenomica


Metagenomica: Pipelines


MG-RAST: plataforma online de processamento de dadosmetagenomicos

Acesso: http://metagenomics.anl.gov


http://metagenomics.anl.gov

MG-RAST: plataforma online de processamento de dadosmetagenomicos

Reconstrucao do potencial metabolico.


Metagenomica . Exemplo de estudo

27.755 genes CAZy e montagem do genoma de 15 bacteriasnao-cultivaveis.Expressao de 90 candidatos (57% apresentaram atividade enzimatica);


Metagenomica - Banco de dados

Carbohydrate-Active enZYmes Database (http://www.cazy.org/)


http://www.cazy.org/

Metatranscritomica


Metatranscritomica: Pipeline


Metatranscritomica: Exemplo de estudo


Onde aprender?

Coursera: https://www.coursera.org


https://www.coursera.org

Onde aprender?

Coursera: https://www.coursera.org

Gut Check: Exploring Your Microbiome


https://www.coursera.org

Obrigado pela atencao!


bioinformática aplicada nas análises da microbiota do rúmen

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