Há pouco mais de uma década quase não havia genomas completos para
serem analisados. Hoje faltam programas e mão de obra especializada para
dar conta da quantidade de sequências de DNA já depositadas em bases
públicas de dados e que saem diariamente de uma nova geração de
sequenciadores.
Extremamente velozes, essas máquinas determinam os pares de bases do
material genético, as chamadas letras químicas, a um preço milhares de
vezes menor do que no início dos anos 2000, quando chegou ao fim a
epopeia de sequenciar o primeiro genoma humano.
De olho nesse desafio, o matemático João Meidanis, sócio-fundador da
empresa Scylla Bioinformática e professor da Universidade Estadual de
Campinas (Unicamp), investiu numa linha de pesquisa: criar métodos mais
simples e eficientes para comparar dois ou mais genomas.
Ao lado de Pedro Feijão, ex-aluno seu de doutorado, formulou em 2009 a
base teórica de uma técnica para comparar genomas inteiros denominada
single-cut-or-join (SCJ) e, no ano passado, testou-a na prática em
genomas de alguns organismos, como plantas e bactérias.
“Com nosso método, podemos comparar facilmente dois ou mais genomas
sem aumentarmos exponencialmente o número de cálculos, como ocorre com
outras técnicas”, afirma Meidanis. “Assim podemos construir árvores
genealógicas e ver quais são os genomas mais próximos e os mais
distantes do ponto de vista evolutivo.”
O matemático foi um dos coordenadores de bioinformática do projeto que sequenciou, no ano 2000, o genoma da bactéria da Xylella fastidiosa, causadora da doença do amarelinho nos laranjais. O trabalho rendeu a primeira capa da revista científica Nature a uma pesquisa brasileira.
Para confrontar todo o material genético de uma espécie com o de
outra, os pesquisadores têm de recorrer a simplificações. A principal
delas é considerar que os genes presentes nos genomas comparados são
exatamente os mesmos, embora estejam ordenados de forma diferente na
sequência específica de cada organismo.
Partindo desse raciocínio, os métodos para comparar genomas
contabilizam o número de rearranjos que teriam sido necessários para que
um genoma se transformasse no outro. Esses rearranjos decorrem da
movimentação de grandes segmentos de DNA ocorrida ao longo do tempo na
sequência original. Dessa forma, quanto menor for o número de rearranjos
que separam dois genomas, mais próximos eles se encontram na árvore
evolutiva.
Em seu método, Meidanis e Feijão formularam uma definição alternativa para o conceito de ponto de quebra (breakpoint),
parâmetro importante para encontrar rearranjos numa sequência e, assim,
calcular a proximidade de dois genomas. Ponto de quebra é o local em
que há uma interrupção num longo segmento conservado nos genomas que
estão sendo comparados.
No ano passado, a dupla ainda refinou outro método de comparação de
genomas, mais elaborado que o SCJ. Inicialmente proposta no ano 2000,
essa segunda técnica permitia confrontar apenas genomas circulares. Com o
aperfeiçoamento, passou também a ser útil para comparar o material
genético de cromossomos lineares.
Leia a reportagem completa em: http://revistapesquisa.fapesp.br/2013/02/11/mais-bits-a-servico-do-dna/
Fonte: Agencia FAPESP
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