Expressão diferencial de genes ao longo do crescimento de quatro bactérias em meio com glicose, petróleo e sem fonte de carbono
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55982 |
Resumo: | A microbiologia ambiental desempenha um papel crucial na compreensão das interações entre microrganismos e o meio ambiente. Como essas interações podem contribuir na mitigação da contaminação ambiental, uma preocupação crescente em todo o mundo. Este trabalho teve como objetivo estudar a flutuação na diversidade e na expressão gênica de quatro bactérias ao longo das três fases de crescimento (lag, log e estacionária) bacteriano, em ambiente produzido em laboratório. A fim de identificar padrões funcionais, essas bactérias foram submetidas ao crescimento em três diferentes situações: tendo como única fonte de carbono, ou glicose, ou petróleo, ou nenhuma fonte de carbono. O RNA total das bactérias presentes nesses ambientes foi sequenciado, e os dados submetidos às análises de bioinformática e de estatística. A distribuição binomial negativa foi utilizada para modelar os dados de contagem dos fragmentos de RNA. Para as análises de expressão diferencial foi usado a normalização TMM, o teste exato e modelos lineares generalizados com o teste da razão de verossimilhança. As quatro bactérias foram identificadas em todas as amostras, com predominância da bactéria do gênero Acinetobacter, independente da fonte de carbono utilizada e da fase de crescimento. Uma das categorias funcionais com maior abundância entre as amostras foi de genes envolvidos no metabolismo de RNA e de genes sem classificação hierárquica definida. Genes diferencialmente expressos foram identificados entre as amostras para funções envolvidas em metabolismo de resposta a estresse, de mobilidade celular, e degradação de fenol e oxidação do quinol, um derivado do benzeno. Além disso, entre os genes com expressão diferencial significativa estão proteínas hipotéticas. Apesar de não fornecerem informação sobre a função biológica, indicam potencial para descrição de vias metabólicas desconhecidas quando há presença de petróleo no meio em que a bactéria. |
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Fonseca, Marbella Maria Bernardes dahttp://lattes.cnpq.br/4753405406672005Costa, Eliardo Guimarães daMinnicelli, Carolina FonsecaNunes, Marcus Alexandre2023-12-15T20:17:06Z2023-12-15T20:17:06Z2023-12-08FONSECA, Marbella Maria Bernardes da. Expressão diferencial de genes ao longo do crescimento de quatro bactérias em meio com glicose, petróleo e sem fonte de carbono. Orientador: Marcus Alexandre Nunes. 2023. 74 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Estatística) - Departamento de Estatística, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/55982A microbiologia ambiental desempenha um papel crucial na compreensão das interações entre microrganismos e o meio ambiente. Como essas interações podem contribuir na mitigação da contaminação ambiental, uma preocupação crescente em todo o mundo. Este trabalho teve como objetivo estudar a flutuação na diversidade e na expressão gênica de quatro bactérias ao longo das três fases de crescimento (lag, log e estacionária) bacteriano, em ambiente produzido em laboratório. A fim de identificar padrões funcionais, essas bactérias foram submetidas ao crescimento em três diferentes situações: tendo como única fonte de carbono, ou glicose, ou petróleo, ou nenhuma fonte de carbono. O RNA total das bactérias presentes nesses ambientes foi sequenciado, e os dados submetidos às análises de bioinformática e de estatística. A distribuição binomial negativa foi utilizada para modelar os dados de contagem dos fragmentos de RNA. Para as análises de expressão diferencial foi usado a normalização TMM, o teste exato e modelos lineares generalizados com o teste da razão de verossimilhança. As quatro bactérias foram identificadas em todas as amostras, com predominância da bactéria do gênero Acinetobacter, independente da fonte de carbono utilizada e da fase de crescimento. Uma das categorias funcionais com maior abundância entre as amostras foi de genes envolvidos no metabolismo de RNA e de genes sem classificação hierárquica definida. Genes diferencialmente expressos foram identificados entre as amostras para funções envolvidas em metabolismo de resposta a estresse, de mobilidade celular, e degradação de fenol e oxidação do quinol, um derivado do benzeno. Além disso, entre os genes com expressão diferencial significativa estão proteínas hipotéticas. Apesar de não fornecerem informação sobre a função biológica, indicam potencial para descrição de vias metabólicas desconhecidas quando há presença de petróleo no meio em que a bactéria.Environmental microbiology plays a crucial role in understanding the interactions between microorganisms and the environment. How these interactions can contribute to mitigating environmental contamination, a growing concern around the world. This work aimed to study the fluctuation in diversity and gene expression of four bacteria throughout the three bacterial growth phases (lag, log and stationary), in a laboratory-produced environment. In order to identify functional patterns, these bacteria were subjected to growth in three different situations: having the only source of carbon, either glucose, or oil, or no carbon source. The total RNA of bacteria present in these environments was sequenced, and the data was subjected to bioinformatics and statistical analysis. The negative binomial distribution was used to model the RNA fragment count data. For differential expression analyses, TMM normalization, the exact test and generalized linear models with the likelihood ratio test were used. The four bacteria were identified in all samples, with a predominance of bacteria of the genus Acinetobacter, regardless of the carbon source used and the growth phase. One of the functional categories with the greatest abundance among the samples was genes involved in RNA metabolism and genes without defined hierarchical classification. Differentially expressed genes were identified between samples for functions involved in stress response metabolism, cell mobility, and phenol degradation and oxidation of quinol, a benzene derivative. Furthermore, among the genes with significant differential expression are hypothetical proteins. Although they do not provide information on biological function, they indicate potential for describing unknown metabolic pathways when there is the presence of oil in the bacteria's environment.Universidade Federal do Rio Grande do NorteEstatísticaUFRNBrasilEstatísticaCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRAExpressão diferencialMetatranscriptômicaPetróleoRNA-seqMetatranscriptomicsDifferential expressionPetroleumExpressão diferencial de genes ao longo do crescimento de quatro bactérias em meio com glicose, petróleo e sem fonte de carbonoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALTCC_Marbella_final.pdfTCC_Marbella_final.pdfapplication/pdf5667949https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/55982/1/TCC_Marbella_final.pdfe311108d64ed9a23cfab368094930970MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81484https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/55982/2/license.txte9597aa2854d128fd968be5edc8a28d9MD52123456789/559822023-12-15 17:17:06.312oai:https://repositorio.ufrn.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-12-15T20:17:06Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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