Análise computacional de metagenomas: evidências de um resistoma marinho

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Andrade, Bruno Gabriel Nascimento
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)
Texto Completo: https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/6403
Resumo: As Metallo-β-Lactamases (Mβls) são uma família de enzimas cuja importância clínica reside na sua capacidade de hidrolisar praticamente todos os antibióticos da classe dos β-Lactâmicos, incluindo as carbapenemas, que são os compostos mais poderosos utilizados atualmente, a única exceção são os monobactâmicos. Estas enzimas são classificadas em três subclasses, B1, B2 e B3, com base nas suas identidades em nível de sequência e perfil de atividade. As enzimas das subclasses B1 e B3, caracterizam-se por ter amplo espectro de ação enquanto que, as da subclasse B2, são carbapenemases estritas. O conjunto de genes associados à resistência das bactérias aos antimicrobianos, presentes em um determinado ambiente, é conhecido como “Resistoma”. Evidências caracterizam a microbiota de ambientes naturais como fonte e/ou reservatório destes genes e o resistoma ambiental como reservatório original das Mβls. Nosso estudo tem como objetivo buscar em projetos de metagenomas marinhos públicos evidências da existência de um resistoma neste bioma. Buscamos, in silico, por Mβls putativas similares àquelas encontradas em bactérias presentes em ambientes clínicos. Os projetos de metagenomas marinhos públicos foram obtidos no banco de armazenamento do Cyberinfrastructure for Advanced Microbial Research (CAMERA), buscas por Metallo-β-Lactamases foram feitas com o software HMMer V3, empregando um limiar de similaridade baseado em um e-value de 10-20, utilizando os alelos de Metallo-β-Lactamases conhecidos para a construção de perfis HMM, empregados como sondas. Para determinar a relação com as Metallo-β-Lactamases clínicas, uma segunda busca foi feita com os resultados do HMMer contra o banco de dados de proteínas não redundantes (NR) utilizando o programa Blastp do pacote Blast+. Motivos conservados característicos das Mβls foram identificados visualmente para a eliminação de falsos positivos, análises filogenéticas foram feitas utilizando o programa MEGA v5. Identificamos, em sítios de vários oceanos e mares, sequências apresentando Mβls putativas, apresentando similaridade de sequência estatisticamente relevante com Mβls clínicas, como: VIM, CFIA, BLAB, SPM, CPHA, GOB, L1, FEZ1 e CAU-1. Algumas destas Mβls putativas apresentaram identidade de sequência com suas similares clínicas, as Mβls VIM e SPM. Nossa análise mostrou que a Mβl GOB apresenta uma grande abundância e dispersão. Assim, apresentamos as primeiras evidências da existência de um resistoma marinho, caracterizado pela presença de sequências das três subclasses de Mβls e com ampla distribuição pelo meio marinho.
id CRUZ_83b220d7ed25d0ea8bd24aa9efc29b36
oai_identifier_str oai:www.arca.fiocruz.br:icict/6403
network_acronym_str CRUZ
network_name_str Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)
repository_id_str 2135
spelling Andrade, Bruno Gabriel NascimentoDávila, Alberto M. R.Catanho, MarcosCury, Juliano C.Thompson, Cristiane C.Bruce, ThiagoVicente, Ana Carolina Paulo2013-03-22T18:57:42Z2013-03-22T18:57:42Z2012ANDRADE, Bruno Gabriel Nascimento. Análise computacional de metagenomas: evidências de um resistoma marinho. 2012. 53 f. (Mestrado em Biologia Computacional e Sistemas) – Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2012.https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/6403As Metallo-β-Lactamases (Mβls) são uma família de enzimas cuja importância clínica reside na sua capacidade de hidrolisar praticamente todos os antibióticos da classe dos β-Lactâmicos, incluindo as carbapenemas, que são os compostos mais poderosos utilizados atualmente, a única exceção são os monobactâmicos. Estas enzimas são classificadas em três subclasses, B1, B2 e B3, com base nas suas identidades em nível de sequência e perfil de atividade. As enzimas das subclasses B1 e B3, caracterizam-se por ter amplo espectro de ação enquanto que, as da subclasse B2, são carbapenemases estritas. O conjunto de genes associados à resistência das bactérias aos antimicrobianos, presentes em um determinado ambiente, é conhecido como “Resistoma”. Evidências caracterizam a microbiota de ambientes naturais como fonte e/ou reservatório destes genes e o resistoma ambiental como reservatório original das Mβls. Nosso estudo tem como objetivo buscar em projetos de metagenomas marinhos públicos evidências da existência de um resistoma neste bioma. Buscamos, in silico, por Mβls putativas similares àquelas encontradas em bactérias presentes em ambientes clínicos. Os projetos de metagenomas marinhos públicos foram obtidos no banco de armazenamento do Cyberinfrastructure for Advanced Microbial Research (CAMERA), buscas por Metallo-β-Lactamases foram feitas com o software HMMer V3, empregando um limiar de similaridade baseado em um e-value de 10-20, utilizando os alelos de Metallo-β-Lactamases conhecidos para a construção de perfis HMM, empregados como sondas. Para determinar a relação com as Metallo-β-Lactamases clínicas, uma segunda busca foi feita com os resultados do HMMer contra o banco de dados de proteínas não redundantes (NR) utilizando o programa Blastp do pacote Blast+. Motivos conservados característicos das Mβls foram identificados visualmente para a eliminação de falsos positivos, análises filogenéticas foram feitas utilizando o programa MEGA v5. Identificamos, em sítios de vários oceanos e mares, sequências apresentando Mβls putativas, apresentando similaridade de sequência estatisticamente relevante com Mβls clínicas, como: VIM, CFIA, BLAB, SPM, CPHA, GOB, L1, FEZ1 e CAU-1. Algumas destas Mβls putativas apresentaram identidade de sequência com suas similares clínicas, as Mβls VIM e SPM. Nossa análise mostrou que a Mβl GOB apresenta uma grande abundância e dispersão. Assim, apresentamos as primeiras evidências da existência de um resistoma marinho, caracterizado pela presença de sequências das três subclasses de Mβls e com ampla distribuição pelo meio marinho.The Metallo-β-lactamases (Mβls) are a family of enzymes with high impact in the clinic due to their ability to hydrolyze virtually all antibiotics belonging to the β-lactams group, excluding the monobactams. These enzymes are classified into three subclasses, B1, B2 and B3, based on their sequence similarity and the activity profile. The enzymes from subclass B1 and B3 present a broad spectrum of activity and the subclass B2 are strict carbapenemases. The set of genes associated with bacteria antimicrobial resistance present in an environment is known as “Resistome”. Studies have presented evidences characterizing the microbiota of natural environments as the source and/or reservoir of resistance genes and the environmental resistome as the original reservoir of Mβls. Our study aims to search publicly available marine metagenome projects for evidences of a marine resistome. We performed an in silico analysis to reveal putative Mβls that are similar to those found in the clinical setting. The marine metagenomic were downloaded from the Cyberinfrastructure for Advanced Microbial Research (CAMERA), and screened for Metallo-β-lactamases with the HMMer V3 software, with similarity threshold of an e-value of 10-20, using the known Metallo-β- lactamases alleles to build HMM profiles, and used them as queries. In order to determine the relationship between these two groups, the results were queried against the NCBI non-redundant protein database using the Blastp software with the same e-value cutoff. The Mβl motifs were visually identified to eliminate false positives, and phylogenetic analysis were made using the MEGA v5 software. Putative sequences showing identity with clinical Mβls, such as: VIM, CFIA, BLAB, SPM, CPHA, GOB, L1, FEZ1 and CAU-1 were found in samples from distinct oceans. Our analysis showed that the Mβl GOB is variable and dispersed in various sites of the oceans. Thus, we could map and bring evidences of the marine resistome based on the presence of the three subclasses of Mβls distributed in the ocean.Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.porInstituto Oswaldo Cruz.Ambiente MarinhoBiologia ComputacionalMetagenomaBeta-LactamasesMarine EnvironmentComputational BiologyMetagenomeBeta-LactamasesAmbiente MarinhoBiologia ComputacionalMetagenomaBeta-LactamasesAnálise computacional de metagenomas: evidências de um resistoma marinhoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis2012Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Oswaldo Cruz.Rio de Janeiro / RJCurso de Pós-Graduação em Biologia Computacional e Sistemasinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)instname:Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)instacron:FIOCRUZORIGINALBruno_Gabriel_N_Andrade.pdfBruno_Gabriel_N_Andrade.pdfDocumento principalapplication/pdf1653673https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/6403/1/Bruno_Gabriel_N_Andrade.pdf187a641b69c50d36212eb943747940e5MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81914https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/6403/2/license.txt7d48279ffeed55da8dfe2f8e81f3b81fMD52TEXTBruno_Gabriel_N_Andrade.pdf.txtBruno_Gabriel_N_Andrade.pdf.txtExtracted texttext/plain102943https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/6403/5/Bruno_Gabriel_N_Andrade.pdf.txt6f06875d217ac78d8efdde77e606d474MD55THUMBNAILBruno_Gabriel_N_Andrade.pdf.jpgBruno_Gabriel_N_Andrade.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1588https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/6403/4/Bruno_Gabriel_N_Andrade.pdf.jpg9e517529544593c016d2a709114859d0MD54icict/64032018-04-06 08:55:18.341oai:www.arca.fiocruz.br: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ório InstitucionalPUBhttps://www.arca.fiocruz.br/oai/requestrepositorio.arca@fiocruz.bropendoar:21352018-04-06T11:55:18Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA) - Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Análise computacional de metagenomas: evidências de um resistoma marinho
title Análise computacional de metagenomas: evidências de um resistoma marinho
spellingShingle Análise computacional de metagenomas: evidências de um resistoma marinho
Andrade, Bruno Gabriel Nascimento
Ambiente Marinho
Biologia Computacional
Metagenoma
Beta-Lactamases
Marine Environment
Computational Biology
Metagenome
Beta-Lactamases
Ambiente Marinho
Biologia Computacional
Metagenoma
Beta-Lactamases
title_short Análise computacional de metagenomas: evidências de um resistoma marinho
title_full Análise computacional de metagenomas: evidências de um resistoma marinho
title_fullStr Análise computacional de metagenomas: evidências de um resistoma marinho
title_full_unstemmed Análise computacional de metagenomas: evidências de um resistoma marinho
title_sort Análise computacional de metagenomas: evidências de um resistoma marinho
author Andrade, Bruno Gabriel Nascimento
author_facet Andrade, Bruno Gabriel Nascimento
author_role author
dc.contributor.member.none.fl_str_mv Dávila, Alberto M. R.
Catanho, Marcos
Cury, Juliano C.
Thompson, Cristiane C.
Bruce, Thiago
dc.contributor.author.fl_str_mv Andrade, Bruno Gabriel Nascimento
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Vicente, Ana Carolina Paulo
contributor_str_mv Vicente, Ana Carolina Paulo
dc.subject.other.pt_BR.fl_str_mv Ambiente Marinho
Biologia Computacional
Metagenoma
Beta-Lactamases
topic Ambiente Marinho
Biologia Computacional
Metagenoma
Beta-Lactamases
Marine Environment
Computational Biology
Metagenome
Beta-Lactamases
Ambiente Marinho
Biologia Computacional
Metagenoma
Beta-Lactamases
dc.subject.en.pt_BR.fl_str_mv Marine Environment
Computational Biology
Metagenome
Beta-Lactamases
dc.subject.decs.pt_BR.fl_str_mv Ambiente Marinho
Biologia Computacional
Metagenoma
Beta-Lactamases
description As Metallo-β-Lactamases (Mβls) são uma família de enzimas cuja importância clínica reside na sua capacidade de hidrolisar praticamente todos os antibióticos da classe dos β-Lactâmicos, incluindo as carbapenemas, que são os compostos mais poderosos utilizados atualmente, a única exceção são os monobactâmicos. Estas enzimas são classificadas em três subclasses, B1, B2 e B3, com base nas suas identidades em nível de sequência e perfil de atividade. As enzimas das subclasses B1 e B3, caracterizam-se por ter amplo espectro de ação enquanto que, as da subclasse B2, são carbapenemases estritas. O conjunto de genes associados à resistência das bactérias aos antimicrobianos, presentes em um determinado ambiente, é conhecido como “Resistoma”. Evidências caracterizam a microbiota de ambientes naturais como fonte e/ou reservatório destes genes e o resistoma ambiental como reservatório original das Mβls. Nosso estudo tem como objetivo buscar em projetos de metagenomas marinhos públicos evidências da existência de um resistoma neste bioma. Buscamos, in silico, por Mβls putativas similares àquelas encontradas em bactérias presentes em ambientes clínicos. Os projetos de metagenomas marinhos públicos foram obtidos no banco de armazenamento do Cyberinfrastructure for Advanced Microbial Research (CAMERA), buscas por Metallo-β-Lactamases foram feitas com o software HMMer V3, empregando um limiar de similaridade baseado em um e-value de 10-20, utilizando os alelos de Metallo-β-Lactamases conhecidos para a construção de perfis HMM, empregados como sondas. Para determinar a relação com as Metallo-β-Lactamases clínicas, uma segunda busca foi feita com os resultados do HMMer contra o banco de dados de proteínas não redundantes (NR) utilizando o programa Blastp do pacote Blast+. Motivos conservados característicos das Mβls foram identificados visualmente para a eliminação de falsos positivos, análises filogenéticas foram feitas utilizando o programa MEGA v5. Identificamos, em sítios de vários oceanos e mares, sequências apresentando Mβls putativas, apresentando similaridade de sequência estatisticamente relevante com Mβls clínicas, como: VIM, CFIA, BLAB, SPM, CPHA, GOB, L1, FEZ1 e CAU-1. Algumas destas Mβls putativas apresentaram identidade de sequência com suas similares clínicas, as Mβls VIM e SPM. Nossa análise mostrou que a Mβl GOB apresenta uma grande abundância e dispersão. Assim, apresentamos as primeiras evidências da existência de um resistoma marinho, caracterizado pela presença de sequências das três subclasses de Mβls e com ampla distribuição pelo meio marinho.
publishDate 2012
dc.date.issued.fl_str_mv 2012
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2013-03-22T18:57:42Z
dc.date.available.fl_str_mv 2013-03-22T18:57:42Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv ANDRADE, Bruno Gabriel Nascimento. Análise computacional de metagenomas: evidências de um resistoma marinho. 2012. 53 f. (Mestrado em Biologia Computacional e Sistemas) – Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2012.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/6403
identifier_str_mv ANDRADE, Bruno Gabriel Nascimento. Análise computacional de metagenomas: evidências de um resistoma marinho. 2012. 53 f. (Mestrado em Biologia Computacional e Sistemas) – Instituto Oswaldo Cruz, Rio de Janeiro, 2012.
url https://www.arca.fiocruz.br/handle/icict/6403
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Instituto Oswaldo Cruz.
publisher.none.fl_str_mv Instituto Oswaldo Cruz.
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)
instname:Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)
instacron:FIOCRUZ
instname_str Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)
instacron_str FIOCRUZ
institution FIOCRUZ
reponame_str Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)
collection Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA)
bitstream.url.fl_str_mv https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/6403/1/Bruno_Gabriel_N_Andrade.pdf
https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/6403/2/license.txt
https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/6403/5/Bruno_Gabriel_N_Andrade.pdf.txt
https://www.arca.fiocruz.br/bitstream/icict/6403/4/Bruno_Gabriel_N_Andrade.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 187a641b69c50d36212eb943747940e5
7d48279ffeed55da8dfe2f8e81f3b81f
6f06875d217ac78d8efdde77e606d474
9e517529544593c016d2a709114859d0
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da FIOCRUZ (ARCA) - Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ)
repository.mail.fl_str_mv repositorio.arca@fiocruz.br
_version_ 1813009124039852032