predição computacional de alvos de mirnaspredição ... · miranda pita (lewis, et., 2003, 2005)...

Predição Computacional de alvos de miRNAsPredição Computacional de alvos de miRNAs

Amanda Rusiska Piovezani

Interunidades em Bioinformática/Mestrado – IME – USP

Orientadora: Profa.Dra. Ariane Machado Lima (EACH-USP)

Co-orientadora: Profa. Dra. Helena P. Brentani (FMUSP)

[email protected] Predição Computacional de alvos de miRNAs

Curso de Verão 2011

Bioinformática - USP

Introdução

Ferramentas

Análise de predição

Aplicação

Introdução

Ferramentas


Aplicação

Introdução

Ferramentas


Aplicação

2

3

4

1


Sumário



RNA

mRNAncRNA

Non-coding RNA. RNA transcrito tem papel estrutural, funcional ou catalítico

rRNARibosomal RNA

Participa da síntese de proteínas

tRNATransfer RNAInterface entre

RNAm e aminoácidos

snRNASmall nuclear RNA

RNA que fazemparte do

spliceossomo

snoRNASmall nucleolar RNA

Encontrado no nucléolo e estaenvolvido na modificação

do RNAr

miRNAMicro RNA

Pequenos fragmentosde RNA que estão

envolvidos na regulaçãoda expressão gênica

OutrosRNAs maiores compondoa estrutura da cromatina

e relacionados ao “imprinting”

O que são miRNAs?

Introdução

Ferramentas


Aplicação



Biogênese dos miRNAs

Introdução

Ferramentas


Aplicação

He e HannomNature Review Genetics 5, 522-531 2004.

He e HannomNature Review Genetics 5, 522-531 2004.

Biogênese miRNAs


MiRNAs em:plantas e animais

Introdução

Ferramentas


Aplicação

Plantas

Animais

mRNA degradation

repress translationChaudhuri e ChatterjeeDNA AND CELL BIOLOGY V. 26, N. 5, 2007.

Chaudhuri e ChatterjeeDNA AND CELL BIOLOGY V. 26, N. 5, 2007.

Motivação

Introdução

Ferramentas


Aplicação


Computacional

A predição de alvos de miRNAs contribui na busca de novos sítios

alvos talvez ainda não identificados experimentalmente e

em suporte à delineamentos experimentais.

Computacional

A predição de alvos de miRNAs contribui na busca de novos sítios

alvos talvez ainda não identificados experimentalmente e

em suporte à delineamentos experimentais.

Biológica

MiRNAs são observados interrompendo vias metabólicas de

genes importantes – ex. Schizophrenia

Biológica

MiRNAs são observados interrompendo vias metabólicas de

genes importantes – ex. Schizophrenia

Introdução

Ferramentas


Aplicação


- - Predição computacional em animais- -

Abordam diferentes métodos de predição e envolvem a

disponibilidade de acesso das ferramentas.

- - Predição computacional em animais- -

Abordam diferentes métodos de predição e envolvem a

disponibilidade de acesso das ferramentas.

Pareamento miRNA:mRNA,

Conservação do miRNA,

Propriedade termodinâmica da hibridização,

Estrutura secundária da 3'UTR,

Acessibilidade da região alvo,

Contexto do sítio/3'UTR.

Ferramentas:Características

Saito e Saetrom, 2010.


Introdução

Ferramentas


Aplicação

Algumas Ferramentas

PicTar(RAJEWSKY et al., 2002)(KREK et al., 2005)(LALL et al., 2006)

TargetScan/TargetScanS

miRanda

PITA

(LEWIS, et., 2003, 2005)

(ENRIGHT et al., 2003)

(ADLER et al., 2007)

ReferênciaFerramentas


Introdução

Ferramentas


Aplicação

AlgumasFerramentas



miRanda

PITA

(LEWIS, et., 2003, 2005)





Introdução

Ferramentas


Aplicação

Ferramentas:Descrição dos algoritmos

PicTar = Ferramenta baseada na conservação

evolutiva de miRNAs e sítios alvos entre as espécies

estudadas, para isso utiliza:

Genes ortólogos;

Alinhamento múltiplo dos alvos (miRNA::mRNA);

Dados de entrada (Input)


Introdução

Ferramentas


Aplicação

Componente chave na conservação = “seed”


PicTar


Introdução

Ferramentas


Aplicação

Algumas Ferramentas



miRanda

PITA

(LEWIS, et., 2003, 2005)





Introdução

Ferramentas


Aplicação



Combina uma modelagem baseada em termodinâmica de

interações RNA:RNA duplex, análise de sequência

comparativa e contexto do sítio/3'UTR para predizer alvos

de miRNAs conservados entre múltiplos genomas.


Introdução

Ferramentas


Aplicação




Introdução

Ferramentas


Aplicação

Algumas Ferramentas



miRanda

PITA

(LEWIS, et., 2003, 2005)





Introdução

Ferramentas


Aplicação


miRanda

Baseia-se em três propriedades:

Complementaridade de sequências usando um algoritmo de

alinhamento local;

Energia livre do duplex de RNA:RNA;

Conservação de sítios alvos nos genomas relatados.


Introdução

Ferramentas


Aplicação


FASTA (miRNAs)>hsa-miR-25 MIMAT0000081 Homo sapiens miR-25CAUUGCACUUGUCUCGGUCUGA…

FASTA (mRNAs)>gi|1234567890|ref|NM_011234.5|_Homo_sapiens_1_(ABCD1),_transcript_variant_1,_mRNAGGACCCCGCCCCTGCCGGTGGCTGCGGTAGCTGCTGCGCGCTGATTTGCTGGAGCTTTTGCAAATTTTTTCACTATATAAATAAAATGAAGTATTTTGCCTTAAAAAAAAAAAAAA…

miRanda



miRanda


Introdução

Ferramentas


Aplicação

Algumas Ferramentas

(LEWIS, et., 2003, 2005)





Introdução

Ferramentas


Aplicação


PITA (Probability of Interaction by Target Accessibility)

Explora a acessibilidade do sítio alvo por meio do efeito das

estruturas secundárias sobre a interação miRNA::mRNAs


Introdução

Ferramentas


Aplicação


PITA

Utiliza uma configuração padrão que identifica iniciais seeds para

cada miRNA na 3'UTR (sobre um comprimento mínimo de 7 nt)

Aplica o seu modelo para cada possível sítio e então combina

sítios para um mesmo miRNA, a fim de obter um escore de

interação total para miRNA e UTR.


Introdução

Ferramentas


Aplicação

Ferramentas:Comparação



miRanda

PITA

(LEWIS, et., 2003, 2005)




Sumário


Introdução

Ferramentas


Aplicação

Predição:Desafios entre as ferramentas

** Pareamento imperfeito e aleatório da porção

não conservada do miRNA**

** Conservação de miRNA**

** Conservação do sítio alvo**


Introdução

Ferramentas


Aplicação

Estudo de caso:Schizophrenia (SZ)


Introdução

Ferramentas


Aplicação


SZ

MiRNAs significativamente desregulados em córtex pré-frontal de indivíduos com SZ

Preditor: miRanda Hsa-miR-7

Hsa-miR-212

Hsa-miR-132

Hsa-miR-132*

Hsa-miR-544

Hsa-miR-544*

Hsa-miR-34

Introdução

Ferramentas


Aplicação


Diferenciação neuronal

Localização do complexo sinaptossomal

Plasticidade dasinapse

Funções interrompidas em SZ

1/3 miRNAs


Sempere et al., 2004; Fiore et al., 2008;Outros...

Sempere et al., 2004; Fiore et al., 2008;Outros...

Introdução

Ferramentas


Aplicação



Meu objetivo = Perfil de expressão também

em outras regiões do cérebro.

Preditor atual: **miRanda**

Situação: Observação de sítios alvos de miRNAs

para genes diferencialmente expressos.

Introdução

Ferramentas


Aplicação

Obrigada!!





Apoio

Realização

Dr. Alan Mitchell Durham

Dra. Helaine Carrer

Alexandre Rossi Paschoal


Andre Yoshiaki Kashiwabara

Fábio Marchi

Fabrício Martins Lopes

Júlio Nunes

Marli Aparecida Guarino

Melline Fontes

Patrícia Cristina Martorelli

Organização

Curso de Verão 2011 - Bioinformática – USP

predição computacional de alvos de mirnaspredição ... · miranda pita (lewis, et., 2003, 2005)...

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