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Type: Tese de Doutorado
Title: Ferramentas para análise filogenética e de distribuição taxonômica de genes ortólogos
Authors: Tetsu Sakamoto
First Advisor: Jose Miguel Ortega
First Referee: Francisco Prosdocimi
Second Referee: Aristoteles Goes Neto
Third Referee: Lucas Bleicher
Abstract: Estudar as relações evolutivas entre os organismos é um tema que fascina a ciência há vários anos e o seu modo de analisar e inferir a história evolutiva vem se modificando conforme surgem os adventos tecnológicos e novos tipos de dados ao longo da história. O que era, a princípio, analisado por meio de dados morfológicos e de desenvolvimento embrionário, agora pode ser pesquisado com dados moleculares, como sequências nucleotídicas ou de aminoácidos, uma abordagem que domina o campo da filogenia desde a criação da tecnologia de sequenciamento automático de DNA em meados dos anos 80. Durante esse tempo, os métodos de filogenia molecular vêmrecebendo aperfeiçoamentos significativos, mas ainda não resolvem todas as lacunas presentes em vários pontos da árvore da vida. Os métodos de sequenciamento em largaescala vieram para auxiliar na inferência da história evolutiva, mas eles também impõem novos desafios metodológicos, já que muitos procedimentos comuns dafilogenia molecular não conseguem lidar com grande volume de sequências geradas por estas máquinas. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo gerar ferramentas que atentem com as atuais demandas da filogenia molecular. O presente trabalho gerou três aplicativos: (1) TaxOnTree, (2) HyperTriplets e (3) ELDOgraph. A TaxOnTree é uma ferramenta que incorpora os dados taxonômicosem uma árvore filogenética. A partir das árvores geradas por esta ferramenta, o usuário pode ter um acesso fácil e rápido a todas as informações taxonômicas das amostras presentes na árvore, assim como a relação evolutiva entre elas, tendo como base a árvore taxonômica do NCBI Taxonomy. O HyperTriplets é uma ferramenta queprocessa várias árvores de genes e gera uma superárvore a partir da análise de tripletos. Abordagens que preenchem lacunas do método de superárvore, como a restrição do uso de árvores de genes contendo parálogos na análise e a não inclusão de dados de distância nos ramos da superárvore, foram desenvolvidas e implementadas nesta ferramenta. Por fim, o ELDOgraph é uma ferramenta que utiliza as distâncias filogenéticas para realizar análises comparativas entre as espécies presentes na árvore. Esta ferramenta oferece ao usuário uma forma de verificar e visualizar as proximidades evolutivas diferente da abordagem das árvores filogenéticas. As três ferramentas estãodisponíveis no endereço http://biodados.icb.ufmg.br/taxonphylotools.
Abstract: Studying the evolutionary relationships between organisms is a subject that has fascinated scientists for a long time and the approaches to analyze and infer the evolutionary history has been modified as new technologies and new data types emerge. At first, the morphological and embryogenic data were the main source for phylogenetic analysis, but molecular data, such as nucleotide or amino acid sequences, have ruled the field of phylogenetic studies since the introduction of automated DNA sequencer in the mid 80s. Although molecular phylogenetic had received significant methodological improvements during this time, there are still several unresolved parts in the tree of life. Development and popularization of large-scale sequencing technologies came to help inelucidating the gaps in the evolutionary history, but they also impose newmethodological challenges, since several common procedures in molecular phylogeny do not deal with a large amount of sequences generated by these machines. In this context, the objectives of the present work were to develop molecular phylogenetic tools that meet the current demands in molecular phylogeny. We developed three applications in this work: (1) TaxOnTree, (2) HyperTriplets and (3) ELDOgraph. TaxOnTree is a tool that includes taxonomic data into a phylogenetic tree. The trees generated by this tool provide users with an easy and fast way to access all taxonomic information of the samples in the tree, as well as the evolutionary relationship between them based on the taxonomic tree from NCBI Taxonomy. The HyperTriplets is a tool that reads and processes several gene trees to reconstruct a supertree based on analysis of triplets. Approaches that fill some gaps in the supertree methodology, as the restriction on using gene trees with paralogs and the lack of distance values in the supertree branches, were developed and implemented in this tool. Finally, the ELDOgraph is a tool that extracts the phylogenetic distances in several gene trees to perform a comparative analysis amongst the sampled species. This tool provides a new approach to verify and visualize the evolutionary proximity in adistinct way from the tree structure approach. All three tools are available at http://biodados.icb.ufmg.br/taxonphylotools.
Subject: Bioinformática
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-APTNPU
Issue Date: 29-Jul-2016
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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