Computational methods for the identification of transcriptional regulation modules

• Autor(a) principal: Gustavo Soares da Fonseca, Paulo
• Data de Publicação: 2008
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
• dARK ID: ark:/64986/001300000gn1c
• Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/1452
• topic: Transcriptional regulation metamodules; Motif sharing; Co-expression analysis; Transcriptional modules evolutionary models; Pattern recognition; Probabilistic models; Markov models; P-value computation; Biclustering; Phylogenetic algorithms

Estudos recentes têm demonstrado que as redes biológicas apresentam características nãoaleatórias, dentre as quais destacamos a arquitetura modular. Neste trabalho, estamos interessados na organização modular das redes de regulação transcricional (RRT), que modelizam as interações entre genes e proteínas que controlam a sua expressão no nível transcricional. Compreender os mecanismos de regulação transcricional é crucial para se explicar a diversidade morfológica e funcional das células. Nós nos propomos a abordar o problema da identificação de módulos regulatórios transcricionais, i.e. grupos de genes co-regulados e seus reguladores, com ênfase no aspecto computacional. Uma distinção importante deste trabalho é que estamos também interessados em estudar o aspecto evolutivo dos módulos transcricionais. Do ponto de vista biológico, a abordagem proposta está fundamentada em três premissas principais: (i) genes co-regulados são controlados por proteínas regulatórias comuns (fatores de transcrição FTs) e, portanto, eles devem apresentar padrões de sequência (motifs) comuns nas suas regiões regulatórias, que correspondem aos sítios de ligação desses FTs, (ii) genes co-regulados respondem coordenadamente a certas condições ambientais e de desenvolvimento e, logo, devem ser co-expressos sob essas condições, e (iii) uma vez que módulos transcricionais são presumivelmente responsáveis por funções biológicas importantes, eles estão sujeitos a uma maior pressão seletiva e, consequentemente, devem ser evolutivamente conservados. Nós definimos, portanto, o conceito de metamódulo regulatório transcricional (MMRT) como grupos de genes compartilhando motifs e exibindo um comportamento de expressão coerente em contextos específicos consistentemente em várias espécies e propomos modelos probabilísticos para descrever o comportamento modular em termos do compartilhamento de elementos regulatórios (motifs), da co-expressão e da conservação evolutiva das associações funcionais entre os genes com base em dados diversos tais como dados de sequência, de expressão e dados filogenéticos