1. METAGENÔMICA
06 de Fevereiro de 2015.
FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS - UNESP
Esther Camilo
Doutorado em Ciências Biológicas - Genética
1
esthercamilo@gmail.com

2. MICROORGANISMOS
2
São responsáveis por
metade do oxigênio
produzido no planeta.
Há 100 vezes mais
genes de micro-
organismos em nosso
corpo que os nossos
próprios genes.
Decompositores,
importância
econômica, Engenharia
genética, síntese de
vitaminas.

3. IDENTIFICAÇÃO DE MICROORGANISMOS
IDENTIFICAÇÃO DE MICROORGANISMOS
3
Morfologia da colônia
Testes químicosTestes sorológicos

4. IDENTIFICAÇÃO DE MICROORGANISMOS
IDENTIFICAÇÃO DE MICROORGANISMOS
4
Morfologia da colônia
Testes químicosTestes sorológicos

5. Cultivar nem sempre é possível
IDENTIFICAÇÃO DE MICROORGANISMOS
5
Somente uma pequena fração da diversidade
bacteriana existente na Terra pode ser
cultivada em laboratório.
Por que?
 as condições ideais para sua sobrevivência não é
conhecida.

6. METAGENÔMICA
METAGENÔMICA
6
“As abordagens meta-ômicas, tais como metagenômica e
metatranscriptômica expõem os genes/transcritos e eventualmente
proteínas e metabólitos de milhares de micro-organismos para posterior
análise de suas funções bioquímicas e interações em nível de sistema.”

7. METAGENÔMICA
METAGENÔMICA
7
Adição de clorofórmio e precipitação
do DNA sobrenadante com
isopropanol.
Eletroforese para separação do DNA.

8. METAGENÔMICA
METAGENÔMICA
8
Amplificação de
sequências específicas e
posterior sequenciamento
dessas partes.
Construção de bibliotecas
e sequenciamento do
metagenoma completo.

9. RNA RIBOSSOMAL (desde 1990)
METAGENÔMICA
9
Amplificação do rRNA 16S
Amplificação do rRNA 18S

10. RNA RIBOSSOMAL (desde 1990)
METAGENÔMICA
10

11. RNA RIBOSSOMAL (desde 1990)
METAGENÔMICA
11
DESVANTAGENS
1. Amplificação desigual das espécies.
2. Sequências quiméricas causadas por amplificação
errônia do PCR (> 30%)

12. SHOTGUN
METAGENÔMICA
12
Amplificação de
sequências específicas e
posterior sequenciamento
dessas partes.
Construção de bibliotecas
e sequenciamento do
metagenoma completo.

13. SHOTGUN
METAGENÔMICA
13
Montagem
parcial
AnáliseConstrução
das bibliotecas
https://www.ebi.ac.uk/metagenomics

14. ANÁLISES
METAGENÔMICA
14

15. ANÁLISE TAXONÔMICA
METAGENÔMICA
15

16. ANÁLISE TAXONÔMICA
METAGENÔMICA
16

17. ANÁLISE TAXONÔMICA
METAGENÔMICA
17
Identificação de
novas espécies.
Análise de
diversidade.
Comparação entre
populações de
diferentes localidades.

18. ANÁLISE FUNCIONAL
METAGENÔMICA
18

19. ANÁLISE FUNCIONAL
METAGENÔMICA
19
Busca de novas sequências com
aplicações funcionais
Reconstrução de vias presentes
na comunidade.
Comparação funcional.

20. Desafios
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Campo em expansão e cheio de desafios
Milhões de peças diferentes.
Milhares de diferentes quebra-
cabeças.
Todos misturados.
Muitas peças estão faltando.
Não há figura de referência na caixa.

21. 21
PRINCIPAIS FERRAMENTAS

22. 22
PRINCIPAIS FERRAMENTAS
http://huttenhower.sph.harvard.edu/humann

23. 23
PRINCIPAIS FERRAMENTAS

24. APLICAÇÕES
24
Fator de impacto 2014 = 39,1

25. IBTEC BOTUCATU
25
PESQUISA LOCAL

26. 26

27. 27
PESQUISA NO MUNDO: O QUE JÁ É POSSÍVEL?

28. 28
PESQUISA NO MUNDO: O QUE JÁ É POSSÍVEL?

29. 29
PESQUISA NO MUNDO: O QUE JÁ É POSSÍVEL?

30. 30

31. Antibiotic Resistance Gene Determinants (ARGD)
• Genes de resistência são resultados da adaptação através do
rearranjo gênico ou mutação?
• Ou ainda transferência horizontal?
31

32. 32
A metagenômica mostra que reatores anaeróbio-aeróbio de baixa energia reduz os
níveis de resistência a antibióticos dos genes a partir de águas residuais
domésticas.

33. Fluxo de trabalho científico (Workflow)
33
• Um número de componentes conectados.
• Cada componente é responsável pela execução de um
fragmento da funcionalidade total.
• Permite a descrição, gerenciamento e compartilhamento das
análises científicas.
PRINCIPAIS FERRAMENTAS

34. Links
Taverna para construir workflows
http://www.taverna.org.uk/
Galaxy para workflow managment
http://www.taverna.org.uk/
Para fazer montagem de genomas
http://metavelvet.dna.bio.keio.ac.jp
Download arquivos do curso
www.lab-bioinfo.com/EBI
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35. Agradecimentos
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