Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/32317
Type: Tese
Title: Genômica e miscigenação nos contextos biomédico e evolutivo
Authors: Rennan Garcias Moreira
First Advisor: Eduardo Martín Tarazona Santos
First Referee: Dani Gamerman
Second Referee: Gloria Regina Franco
Third Referee: Leandro Machado Coli
metadata.dc.contributor.referee4: Maria Cátira Bortolini
metadata.dc.contributor.referee5: Marcelo Rizzatti Luizon
Abstract: Essa tese traz contribuições ao progresso de diferentes áreas da Genômica e da Bioinformática em diversas dimensões. Estudos que compreendem desde a geração e análise do dado genético até a sua aplicação com propósitos biomédicos e evolutivos são discutidos. São apresentadas contribuições para a geração de dados genômicos de qualidade, as consequências sofridas por populações negligenciadas no campo biomédico, tendo em vista a desconsideração da diversidade genética humana populacional, além de perspectivas para a compreensão dos eventos de adaptação poligênica utilizando populações miscigenadas como modelo. Os resultados apresentados no primeiro capítulo demonstram a importância do processo de geração de dados genéticos, com enfoque em diferentes etapas, desde a manipulação do material biológico até a determinação das variantes. A relevância da escolha dos métodos e a necessidade da utilização de ferramentas computacionais adequadas para lidar com as particularidades do ensaio biológico são abordadas. As análises indicam divergências de acordo com os métodos de chamada de variantes utilizados e destacam os principais aspectos a serem observados no estabelecimento de processos customizados de geração e análise de dados. Parte dos dados gerados com os métodos do primeiro capítulo contribuiu para o estudo genético-populacional realizado no capítulo seguinte. Considerando evidências reportadas na literatura científica que suportam a existência de associção entre marcadores moleculares dos genes PDE4B e MYT1L, a ancestralidade nativo-americanana e a recidiva de leucemia linfoblástica aguda (LLA), a diversidade molecular desses dois genes foi analisada em populações miscigenadas e predominantemente nativo-americanas da América Latina. Um dos principais resultados indica que em várias populações há marcadores em desequilíbrio de ligação cujos alelos de risco para a recidiva da LLA possuem maior frequência quanto maior for a proporção de ancestralidade nativo-americana. A diversidade e estrutura genética são discutidas também no contexto da regulação gênica, já que podem ter consequências diretas sobre a resposta ao tratamento da LLA. Tendo em vista que os estudos são distorcidos quando a diversidade genética humana global não é apropriadamente considerada, esse capítulo discuti os resultados considerando os protocolos de tratamento da LLA aplicados em países da América Latina. Os estudos de populações negligenciadas, em especial as populações com histórico de formação por eventos de miscigenação, não se beneficiam dos progressos na área da Genômica apenas no que diz respeito à melhor compreensão e aprofundamento das análises no campo biomédico. O avanço dos métodos e técnicas de análise também permitem que hipóteses relacionadas aos pilares teóricos da evolução das populações humanas sejam testadas no nível Genômico. O último capítulo apresenta perspectivas construídas a partir de um esforço inicial para utilizar as particularidades de populações miscigenadas na busca por sinais de seleção poligênica. As suaves alterações de frequências em locos múltiplos podem revelar a atuação de pressões seletivas antes não identificadas e a análise de populações miscigenadas foi explorada como um modelo para a aplicação de métodos que auxiliem na identificação desses sinais evolutivos. Portanto, as principais contribuições dessa tese envolvem a geração de dados de qualidade e a aplicação de novas metodologias para o estudo de populações pouco referenciadas nos contextos biomédico e evolutivo. Assim, espera-se fornecer uma visão geral de como a Bioinformática permite lidar com a complexidade dos processos de construção do conhecimento biológico considerando os avanços metodológicos recentes.
Abstract: This dissertation provides contributions to the progress of different areas of the Bioinformatics and Genomics fields in several dimensions. It presents studies lying on the generation and analysis of genetic data and its applicability for biomedical and evolutionary purposes. Readers will find contributions toward generation of good-quality genomic data, discussions on biomedical consequences suffered by neglected populations given underestimation of global human population genetic diversity, and perspectives for a better comprehension of polygenic adaptation in admixed populations. Results presented in chapter one highlight the importance of genetic data generation, discussing steps ranging from the biological material handling to genetic variant calling. This chapter addresses the importance of choosing correct analytical methods and computational tools suitable to deal with the particularities of the biological assay. Analyses show differences in results according to variant calling strategies and point out issues to be considered when customizing processes for data generation and analyses. Part of the dataset generated in the first chapter was used for population-genetics analyses performed in the second chapter. Given previously reported evidences supporting association among PDE4B and MYT1L molecular markers, native-american ancestry and acute lymphoblastic leukemia (ALL) relapse, molecular diversities of such genes were assessed in admixed and native-american populations from Latin America. One of the major findings shows linkage disequilibrium association in several populations between markers whose ALL-relapse risk-alleles frequencies are directly related with proportion of native-american ancestry. The genetic structure and diversities of such genes are analyzed and also discussed regarding potential regulatory functions, since they may directly affect ALL treatment outcome in native-americans. Several reports have highlighted uncompleteness of studies focusing on diseases comprehension and treatment outcome if not considering global human genetic diversity. Thus, this chapter contributes for fixing such distortion by analyzing and discussing results which may have consequences for ALL treatment protocols applied in Latin America countries. Studies performed with neglected populations, especially those historically arising from admixture processes, do not benefit from advances in Genomics solely due to progresses in knowledge and better-quality analyses for biomedical purposes. Technical advances and methods improvements also allow testing hypotheses about human populations evolution in the broad context of Genomics. The last chapter presents perspectives after an initial effort toward using admixed populations particularities for seeking polygenic adaptative signals. Slight alleles frequencies shifts in multiple loci may reveal selection footprints not yet identified. Hence, admixed populations may be used as a model system for applying new methods suitable to point out natural selection polygenic signals not yet reported. Thus, major discussions involve the generation of good-quality data and application of new methods to study populations underrepresented in scientific reports. One expect to provide an overview of how Bioinformatics aids in dealing with the high-complexity of building biological knowledge considering modern methods and technologies.
Subject: Bioinformática
Genômica
Leucemia
Recidiva
Miscigenação
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Bioinformatica
Rights: Acesso Restrito
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/32317
Issue Date: 3-Dec-2019
metadata.dc.description.embargo: 3-Dec-2020
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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