00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) ICBS - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE Dissertações e Teses defendidas na UFAL - ICBS
Use este identificador para citar ou linkar para este item: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/riufal/1964
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Campo DCValorIdioma
dc.contributor.advisor1Andrade, Tiago Gomes de-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0995435972741771pt_BR
dc.contributor.referee1Gitaí, Daniel Leite Góes-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6533097100060916pt_BR
dc.contributor.referee2Santos, Pollyana Almeida Costa dos-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1520259176683500 (POLLYANNA Almeida Costa dos Santos)pt_BR
dc.creatorSantos, José Luiz Araújo-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9216961572183480pt_BR
dc.date.accessioned2017-09-25T16:31:51Z-
dc.date.available2017-09-19-
dc.date.available2017-09-25T16:31:51Z-
dc.date.issued2017-03-06-
dc.identifier.citationSANTOS, José Luiz Araujo. Investigação de novos genes candidatos a reguladores do ritmo circadiano identificados a partir de mineração de dados de expressão gênica em cérebro de mamíferos. 2017. 100 f. Dissertação (Mestrado em Ciências da Saúde) – Instituto de Ciências Biológicas e da Saúde, Programa de Pós–Graduação em Ciências da Saúde, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2017.pt_BR
dc.identifier.urihttp://www.repositorio.ufal.br/handle/riufal/1964-
dc.description.abstractCircadian rhythms are a biological phenomena that is repeated with frequency of approximately 24 hours. At the molecular level, these cyclic phenomena are controlled by a set of central genes called clock genes. The involvement of clock genes and clock-controlled genes in the circadian rhythms of mammals began to be understood since the 90s, with the discovery of the genes: Clock, Bmal1, Cry1, Cry2, Per1, Per2 and Per3, Rora, Rorb, Rorc, Nr1d1 and Nr1d2. Different approaches and methods have been used in the identification of genes involved with the circadian rhythm. A more current approach known as data mining arose from bioinformatics, and it is defined as an analysis of large data sets with the objective of finding new relationships between them, summarizing them comprehensibly and usefully in generating new knowledge, it has been used in the discovery of these functional molecules and their involvement in this timing system. The Chrono gene, for example, has been identified as an important component of the circadian timing system in mammals, using a computational approach based on data mining. In this study, we used gene expression data in wide range of human and murine cerebellum, available via the Allen Brain Atlas portal as a predictive method for the identification of genes that have circadian oscillation or function, through the correlation of spatial expression (Pearson's r) with 19 major circadian genes (Bmal1, Bmal2, Clock, Cry1, Cry2, Csnk1a, Csnk1d, Csnk1e, Fblx3, Fblx21, Npas2, Nr1d1, Nr1d2, Per1, Per2, Per3, Rora, Rorb and Rorc). 2% of the genes with the extreme values of correlations in the two species were were compared with data on a large scale studies with transcriptoma, proteoma, ChiP-seq, RNAi and protein-protein interaction, and their functional interactions were analyzed through the online portal STRING. Our results show that 19,907 genes in the cerebellum of Mus musculus and 29,176 genes in the cerebellum of Homo sapiens have spatial expression profiles related to one or more of the 19 circadian genes investigated and 14,242 genes common to both species. The distribution of correlation data considering the genes that present or not circadian variation previously identified shows a profile where the number of genes that exhibit changes also tend to have larger correlation values, positive or negative, to both species. The comparison of average values of r in module (| r |) of these groups showed significantly higher values for the group that shows circadian variation (p < 0.0001) for the mice data. Furthermore, 2% of the genes with larger values of | r | showed a higher frequency of genes with circadian variation in almost all circadian studies analyzed, except in the study of RNAi, for M. musculus and H. sapiens, compared to the group of 2% of the genes with r values closer to negative and positive zeros. The 100 genes related to higher values of | r | obtained for M. musculus were ranked based on the sum of these values with the correlation values obtained for the corresponding homologous gene in H. sapiens in order to select candidate genes for future experimental studies. The Cartpt gene occupies the first position of the chart, with the highest result of the sum of the values of | r | obtained for M. musculus and H. sapiens, being a strong candidate to control the feeding rhythm in mammalian cerebellum. This gene has been associated with food circadian rhythm in mice. Per2, Cry2 and Rora, three circadian genes are on this list. Gpr149, Ptprr, Nipal4 are among the 10 best-ranked and present no prior evidence of involvement with the rhythm, constituting as new candidates for circadian genes in mammalian cerebellum. The strategy used has the potential to identify important genes for the circadian rhythm in specific structures of the human and mice’s brain. However, analysis of gene expression and functional assays are needed to validate the involvement of these candidate genes.pt_BR
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoaspt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Alagoaspt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências da Saúdept_BR
dc.publisher.initialsUFALpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectRitmos circadianospt_BR
dc.subjectMineração de dadospt_BR
dc.subjectCérebropt_BR
dc.subjectGenept_BR
dc.subjectCerebelopt_BR
dc.subjectExpressão gênicapt_BR
dc.subjectCircadian rhythmspt_BR
dc.subjectData miningpt_BR
dc.subjectCerebellumpt_BR
dc.subjectGene expressionpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS DA SAUDEpt_BR
dc.titleInvestigação de novos genes candidatos a reguladores do ritmo circadiano identificados a partir de mineração de dados de expressão gênica em cérebro de mamíferospt_BR
dc.title.alternativeInvestigation of new genes candidates to circadian rhythm regulators identified from gene expression data mining in mammals brainpt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.description.resumoOs ritmos circadianos são fenômenos biológicos que se repetem com frequência de aproximadamente 24 horas. Em nível molecular, esses fenômenos cíclicos são controlados por um conjunto de genes centrais, denominados de genes circadianos. O envolvimento dos genes circadianos em mamíferos começou a ser compreendido a partir dos anos 90, com a descoberta primeiramente do gene, Clock, posteriormente de Bmal1, Cry1, Cry2, Per1, Per2 e Per3, Rora, Rorb, Rorc, Nr1d1 e Nr1d2, dentre outros. Diferentes abordagens e métodos têm sido utilizados na identificação de genes envolvidos com o ritmo circadiano. Uma abordagem mais atual, conhecida como mineração de dados, surgida a partir da bioinformática, definida como uma análise de grandes conjuntos de dados com o objetivo de encontrar novas relações entre eles, resumindo-os em forma compreensíveis e úteis para gerar novos conhecimentos, tem sido utilizada no descobrimento dessas moléculas funcionais e do seu envolvimento esse sistema de temporização. O gene Chrono, por exemplo, foi identificado como um importante componente do sistema de temporização circadiano em mamíferos, através de uma abordagem computacional, baseada na mineração de dados. Nesta pesquisa, utilizamos dados de expressão gênica em larga escala do cerebelo humano e murino, disponíveis no portal Allen Brain Atlas como um método preditivo para a identificação de genes que possuem oscilação ou função circadiana, por meio da correlação (r de Pearson) de expressão espacial com 19 principais genes circadianos, (Bmal1, Bmal2, Clock, Cry1, Cry2, Csnk1a, Csnk1d, Csnk1e, Fblx3, Fblx21, Npas2, Nr1d1, Nr1d2, Per1, Per2, Per3, Rora, Rorb, e Rorc). 2% dos genes com os valores extremos de correlações nas duas espécies foram confrontados com dados em larga escala de estudos com transcriptoma, proteoma, ChiP-seq, interação proteína-proteína e RNAi e analisadas suas interações funcionais através do portal on line STRING. Nossos resultados demonstram que 19.907 transcritos no cerebelo de M. musculus e 29.176 transcritos no cerebelo de H. sapiens, possuem perfis de expressão espacial correlacionados com um ou mais dos 19 genes circadianos investigados, sendo 14.242 genes comuns entre as duas espécies. A distribuição dos dados de correlação considerando os genes que apresentaram ou não oscilação circadiana previamente identificada indica um perfil onde o conjunto de genes que apresentaram variação também tendem a apresentar maiores valores de correlação, positiva ou negativa, para ambas as espécies. A comparação das médias dos valores de r em módulo (| r |) destes grupos indicou valores significativamente maiores para o grupo que apresenta variação circadiana (p < 0,0001) para os dados de camundongos. Além disto, os 2% dos genes com maiores valores de r positivos e negativos apresentou uma frequência maior de genes com variação circadiana em quase todos os estudos circadianos analisados, exceto no estudo de RNAi, para M. musculus e H. sapiens, comparativamente ao grupo de 2% dos genes com valores de r mais próximos de zeros negativos e positivos. Os 100 genes correlacionados com os maiores valores de | r | obtidos para M. musculus foram ranqueados com base na soma destes valores com os valores de correlação obtidos para o gene homólogo correspondente em H. sapiens, a fim de selecionar genes candidatos para futuros ensaios experimentais. O gene Cartpt ocupa a primeira posição do quadro, apresentando o maior resultado da somatória entre os valores de | r | obtidos para M. musculus e H. sapiens, sendo forte candidato a controlar o ritmo alimentar em cerebelo de mamíferos. Este gene foi correlacionado com o ritmo circadiano alimentar em camundongos. Per2, Cry2, Bmal1 e Rora, quatro genes circadianos estão presentes nesta lista. Gpr149, Ptprr, Nipal4 estão entre os 10 mais bem ranqueados e não apresentam nenhuma evidência prévia de envolvimento com o ritmo, constituindo-se como novos candidatos a genes circadianos em cerebelo de mamíferos. A estratégia utilizada tem potencial para identificar genes importantes para o ritmo circadiano em estruturas específicas do cérebro humano e de camundongos. No entanto, análises de expressão gênica e ensaios funcionais são necessários para validar o envolvimento destes genes candidatos.pt_BR
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