O papel de transferência horizontal de genes na história evolutiva de duas classes de genes em bactérias

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rangel, Luiz Thibério Lira Diniz
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/95/95131/tde-06122017-114559/
Resumo: A Transferência Horizontal de Genes (THG) é um dos principais mecanismos de evolução bacterianos, impactando a evolução de praticamente todas famílias gênicas. Neste trabalho identificamos e avaliamos padrões de possíveis transferências horizontais de genes pertencentes a duas classes funcionais de dois níveis taxonômicos distintos. Caracterizamos a ocorrência e evolução de 45 genes importantes para a fixação de N2 em 479 genomas de Proteobacteria. Identificamos cinco potenciais aquisições de genes ligados a fixação de N2 por linhagens de Proteobacteria, as quais foram identificadas consistentemente em 36 dos genes analisados. Realizamos predições de transferências horizontais dos 45 entre todos os 479 genomas de Proteobacteria e identificamos possíveis enriquecimentos de THG, provavelmente ligados à sinais filogenéticos e ecológicos. Desenvolvemos um pipeline para identificação semi-automática de efetores do Sistema Secretor do Tipo III em Aeromonas, o qual reportou 21 famílias de potenciais efetores presentes em 105 genomas. Entre os 21 efetores identificados 17 foram descritos pela 1º vez em Aeromonas, corroborando a sensibilidade de nosso pipeline. Com o auxílio de nossos colaboradores foram realizados testes de citotoxidade para efetores identificados in silico, e apenas quatro não inibiram o crescimento de Saccharomyces cerevisiae. Por fim, desenvolvemos um método para agrupamento de famílias gênicas com histórias evolutivas similares que não requer a reconstrução de árvores filogenéticas, aumentando a eficiência computacional. Aplicamos o método desenvolvido para reconstrução da filogenia de Aeromonas, o qual mostrou-se compatível com dados presentes na literatura.
id USP_6c7f0e1b92647ea0fa74cdffb8cd9f57
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-06122017-114559
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling O papel de transferência horizontal de genes na história evolutiva de duas classes de genes em bactériasThe role of horizontal gene transfer in the evolutionary history of two bacterial gene classesFilogenômicaFixação de nitrogênioHorizontal gene transferNitrogen fixationPhylogenomicsSistema secretor do tipo IIITransferência horizontal de genesType III secretion systemA Transferência Horizontal de Genes (THG) é um dos principais mecanismos de evolução bacterianos, impactando a evolução de praticamente todas famílias gênicas. Neste trabalho identificamos e avaliamos padrões de possíveis transferências horizontais de genes pertencentes a duas classes funcionais de dois níveis taxonômicos distintos. Caracterizamos a ocorrência e evolução de 45 genes importantes para a fixação de N2 em 479 genomas de Proteobacteria. Identificamos cinco potenciais aquisições de genes ligados a fixação de N2 por linhagens de Proteobacteria, as quais foram identificadas consistentemente em 36 dos genes analisados. Realizamos predições de transferências horizontais dos 45 entre todos os 479 genomas de Proteobacteria e identificamos possíveis enriquecimentos de THG, provavelmente ligados à sinais filogenéticos e ecológicos. Desenvolvemos um pipeline para identificação semi-automática de efetores do Sistema Secretor do Tipo III em Aeromonas, o qual reportou 21 famílias de potenciais efetores presentes em 105 genomas. Entre os 21 efetores identificados 17 foram descritos pela 1º vez em Aeromonas, corroborando a sensibilidade de nosso pipeline. Com o auxílio de nossos colaboradores foram realizados testes de citotoxidade para efetores identificados in silico, e apenas quatro não inibiram o crescimento de Saccharomyces cerevisiae. Por fim, desenvolvemos um método para agrupamento de famílias gênicas com histórias evolutivas similares que não requer a reconstrução de árvores filogenéticas, aumentando a eficiência computacional. Aplicamos o método desenvolvido para reconstrução da filogenia de Aeromonas, o qual mostrou-se compatível com dados presentes na literatura.Horizontal Gene Transfer (HGT) is one of main mechanisms of bacterial evolution, affecting virtually all gene families. In this document we identified and assessed putative horizontal transfers of genes from two functional classes from two distinct taxonomic levels. We characterized the distribution and evolution of 45 genes important to N2 fixation among 479 Proteobacteria genomes. We identified five potential distinct acquisitions of such genes by Proteobacteria lineages. The distinct origins are consistently identified in 36 out of the 45 assessed genes. We computed possible horizontal transfers of the 45 genes among the 479 Proteobacteria genomes, and we identified enrichments of HGT, likely related to phylogenetic and ecological signals. We developed a semi-automated pipeline to identify effectors of the Type III Secretion System within Aeromonas, which reported 21 putative effector families distributed among 105 genomes. Among the 21 likely effectors 17 have been described in Aeromonas for the first time, highlighting the sensibility of our pipeline. Our colaborators performed cytotoxicity tests for the 21 likely effector families identified by in silico analysis, and only four did not inhibited Saccharomyces cerevisiae growth. Lastly, we developed a method to cluster gene families according to shared evolutionary history, without the requirement of phylogenetic tree reconstruction, increasing computational efficiency. We applied this proposed method during Aeromonas phylogenetic reconstruction, and it showed up compatible with data available on the literature.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSetubal, João CarlosRangel, Luiz Thibério Lira Diniz2017-08-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/95/95131/tde-06122017-114559/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2018-07-17T16:38:18Zoai:teses.usp.br:tde-06122017-114559Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212018-07-17T16:38:18Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv O papel de transferência horizontal de genes na história evolutiva de duas classes de genes em bactérias
The role of horizontal gene transfer in the evolutionary history of two bacterial gene classes
title O papel de transferência horizontal de genes na história evolutiva de duas classes de genes em bactérias
spellingShingle O papel de transferência horizontal de genes na história evolutiva de duas classes de genes em bactérias
Rangel, Luiz Thibério Lira Diniz
Filogenômica
Fixação de nitrogênio
Horizontal gene transfer
Nitrogen fixation
Phylogenomics
Sistema secretor do tipo III
Transferência horizontal de genes
Type III secretion system
title_short O papel de transferência horizontal de genes na história evolutiva de duas classes de genes em bactérias
title_full O papel de transferência horizontal de genes na história evolutiva de duas classes de genes em bactérias
title_fullStr O papel de transferência horizontal de genes na história evolutiva de duas classes de genes em bactérias
title_full_unstemmed O papel de transferência horizontal de genes na história evolutiva de duas classes de genes em bactérias
title_sort O papel de transferência horizontal de genes na história evolutiva de duas classes de genes em bactérias
author Rangel, Luiz Thibério Lira Diniz
author_facet Rangel, Luiz Thibério Lira Diniz
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Setubal, João Carlos
dc.contributor.author.fl_str_mv Rangel, Luiz Thibério Lira Diniz
dc.subject.por.fl_str_mv Filogenômica
Fixação de nitrogênio
Horizontal gene transfer
Nitrogen fixation
Phylogenomics
Sistema secretor do tipo III
Transferência horizontal de genes
Type III secretion system
topic Filogenômica
Fixação de nitrogênio
Horizontal gene transfer
Nitrogen fixation
Phylogenomics
Sistema secretor do tipo III
Transferência horizontal de genes
Type III secretion system
description A Transferência Horizontal de Genes (THG) é um dos principais mecanismos de evolução bacterianos, impactando a evolução de praticamente todas famílias gênicas. Neste trabalho identificamos e avaliamos padrões de possíveis transferências horizontais de genes pertencentes a duas classes funcionais de dois níveis taxonômicos distintos. Caracterizamos a ocorrência e evolução de 45 genes importantes para a fixação de N2 em 479 genomas de Proteobacteria. Identificamos cinco potenciais aquisições de genes ligados a fixação de N2 por linhagens de Proteobacteria, as quais foram identificadas consistentemente em 36 dos genes analisados. Realizamos predições de transferências horizontais dos 45 entre todos os 479 genomas de Proteobacteria e identificamos possíveis enriquecimentos de THG, provavelmente ligados à sinais filogenéticos e ecológicos. Desenvolvemos um pipeline para identificação semi-automática de efetores do Sistema Secretor do Tipo III em Aeromonas, o qual reportou 21 famílias de potenciais efetores presentes em 105 genomas. Entre os 21 efetores identificados 17 foram descritos pela 1º vez em Aeromonas, corroborando a sensibilidade de nosso pipeline. Com o auxílio de nossos colaboradores foram realizados testes de citotoxidade para efetores identificados in silico, e apenas quatro não inibiram o crescimento de Saccharomyces cerevisiae. Por fim, desenvolvemos um método para agrupamento de famílias gênicas com histórias evolutivas similares que não requer a reconstrução de árvores filogenéticas, aumentando a eficiência computacional. Aplicamos o método desenvolvido para reconstrução da filogenia de Aeromonas, o qual mostrou-se compatível com dados presentes na literatura.
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017-08-10
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/95/95131/tde-06122017-114559/
url http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/95/95131/tde-06122017-114559/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815256733831921664

Registros relacionados