Uma abordagem em sílico para validação da arquitetura de capsídeo de novos vírus icosaédricos: Geminiviridae como caso de estudo
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRJ |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/11422/17564 |
Resumo: | Dados da metagenômica revelaram muitas novas espécies, vírus conhecidos apenas por suas sequências. A classificação taxonômica baseada apenas nas sequências dessas entidades virais é um desafio, por isso são necessárias mais ferramentas para entender e prever os aspectos biológicos delas. Várias proteínas de capsídeo dos vírus icosaédricos apresentam um domínio carregado positivamente (R-arm). Sabe-se que esses domínios são importantes para o empacotamento e a estabilidade do genoma. Recentemente, nosso grupo desenvolveu uma abordagem computacional baseada no cálculo da carga líquida de segmentos de proteínas, conseguindo assim identificar o R-arm de forma automática e calcular a carga líquida eletrostática. Com essa análise, foram identificados vírus de diversas famílias, com genomas de ssDNA, ssRNA, e dsDNA, em que a capacidade de empacotamento do genoma está relacionada com o número total de subunidades do capsídeo (arquitetura do capsídeo). Portanto, propomos que sabendo a sequência da proteína do capsídeo e o tamanho total do genoma, é possível aplicar essa análise para checar se um membro putativo de uma dada família viral apresenta a morfologia de partícula esperada. Neste trabalho, testamos essa hipótese com os geminivirus (Geminiviridae), que estão entre os vírus que usam os R-arms para estabilizar seus capsídeos. São vírus de planta de genoma ssDNA, divididos em nove gêneros, sendo dois principais, Begomovirus e Mastrevirus, e outros 7 menores. Esses vírus apresentam uma estrutura de capsídeo tridimensional conhecida por capsídeo geminado, formado por dois capsídeos icosaédricos T = 1 unidos por um vértice pentamérico, totalizando 110 subunidades repetidas. Aplicamos o nosso programa para calcular a carga líquida do R-arm para todas as sequências da família Geminiviridae incluídas no 10th relatório International Committee on Taxonomy of Viruses,ICTV (n=442). Além de sequências de geminivírus não classificados e altamente divergentes do GenBank do NCBI. Assim, conseguimos observar uma correlação positiva entre a carga líquida linear e o tamanho do genoma para a maioria das sequências do nosso banco de dados. Todos os gêneros menores têm uma proporção genoma/capsídeo similar, corroborando a hipótese de que eles compartilham a mesma arquitetura de capsídio geminada. Também foi possível observar que alguns vírus da família estão deslocados, nossa hipótese é que essas espécies podem ter uma arquitetura alternativa para o seu capsídeo. Por fim, fomos capazes de identificar que uma família viral intimamente relacionada, Genomoviridae (T=1, 60 subunidades) não obedece a arquitetura geminada. Os resultados apontam para o potencial que a nossa metodologia apresenta na determinação da morfologia capsídica dessas sequênciais virais e por consequência no auxílio da caracterização de novos vírus vindos da metagenômica. |
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A classificação taxonômica baseada apenas nas sequências dessas entidades virais é um desafio, por isso são necessárias mais ferramentas para entender e prever os aspectos biológicos delas. Várias proteínas de capsídeo dos vírus icosaédricos apresentam um domínio carregado positivamente (R-arm). Sabe-se que esses domínios são importantes para o empacotamento e a estabilidade do genoma. Recentemente, nosso grupo desenvolveu uma abordagem computacional baseada no cálculo da carga líquida de segmentos de proteínas, conseguindo assim identificar o R-arm de forma automática e calcular a carga líquida eletrostática. Com essa análise, foram identificados vírus de diversas famílias, com genomas de ssDNA, ssRNA, e dsDNA, em que a capacidade de empacotamento do genoma está relacionada com o número total de subunidades do capsídeo (arquitetura do capsídeo). Portanto, propomos que sabendo a sequência da proteína do capsídeo e o tamanho total do genoma, é possível aplicar essa análise para checar se um membro putativo de uma dada família viral apresenta a morfologia de partícula esperada. Neste trabalho, testamos essa hipótese com os geminivirus (Geminiviridae), que estão entre os vírus que usam os R-arms para estabilizar seus capsídeos. São vírus de planta de genoma ssDNA, divididos em nove gêneros, sendo dois principais, Begomovirus e Mastrevirus, e outros 7 menores. Esses vírus apresentam uma estrutura de capsídeo tridimensional conhecida por capsídeo geminado, formado por dois capsídeos icosaédricos T = 1 unidos por um vértice pentamérico, totalizando 110 subunidades repetidas. Aplicamos o nosso programa para calcular a carga líquida do R-arm para todas as sequências da família Geminiviridae incluídas no 10th relatório International Committee on Taxonomy of Viruses,ICTV (n=442). 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Os resultados apontam para o potencial que a nossa metodologia apresenta na determinação da morfologia capsídica dessas sequênciais virais e por consequência no auxílio da caracterização de novos vírus vindos da metagenômica.porUniversidade Federal do Rio de JaneiroUFRJBrasilInstituto de Microbiologia Paulo de GóesCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIACNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::IMUNOLOGIACapsídeoArgininaGeminiviridaeBiologia computacionalCapsidArginineComputational biologyUma abordagem em sílico para validação da arquitetura de capsídeo de novos vírus icosaédricos: Geminiviridae como caso de estudoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisabertoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81853http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/17564/2/license.txtdd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255MD52ORIGINALGBSMachado.pdfGBSMachado.pdfapplication/pdf1592663http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/17564/1/GBSMachado.pdfbf9dec31fc079817a09defea2492e6e1MD5111422/175642023-11-30 00:04:59.403oai:pantheon.ufrj.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestopendoar:2023-11-30T03:04:59Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false |
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