Sequenciamento de ácidos nucleicos em larga escala como novo paradigma para

geração de conhecimento

Prof. Dr. Rinaldo Wellerson PereiraPrograma de Pós Graduação em Ciências

Genômicas e Biotecnologia

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Planejamento

• Dia 01/09/11 – Sequenciamento de Genomas– Variabilidade de Sequência– Variabilidade de Estrutura– Diagnóstico – Prognóstico– História de Populações

Sequenciamento de GenomasPré-NGS

SequenciamentoClone by Clone

SequenciamentoWhole Genome Shotgun

ABI 3700 ABI 3730

Sacharomyces cerevisae25/10/1996

Caenorhabditis elegans

11/12/1998

Drosophila melanogaster24/03/2000

Arabidopsis thaliana

14/12/2000

Homo sapiens sapiens15/02/2001 e 16/02/2001

Haemophilusinfluenza

28/07/1995

Pan troglodytes01/09/2005

Mus muscullus

05/12/2002

Rattus novergicus

01/04/2005

Gallus gallus

09/12/2004

Cannis familiaris

05/12/2005

Apis mellifera

26/10/2006

Monodelphisdomestica10/05/2007

Tetraedon Nigrovirids21/10/2004

Finalização doGenoma Humano

Macaca mulatta

13/04/2007

ZeaMays

20/11/2009

Bostaurus

24/04/2009

O que se extrai de um genoma?

A ponta do Iceberg! O início de uma longa jornada!

Cromatina

mRNA ncRNA

Proteínas

Variação Normal ou PatológicaAmbiente

Variação em sequência Variação estrutural Variação química na cromatina

Epigenômica

Genômica

Transcritômica

Proteômica

Dogma Central

Edição de RNA

Sequenciamentos de Genomas na era NGS

Sequenciando Genomas para Investigar Variabilidade

• SNVs – Single nucleotide variants

• SNPs – Single nucleotide polymorphisms

• CNVs – Copy number variants

• CNPs – Copy number polymorphisms

Genomas Individuaishttp://huref.jcvi.org/

Sequenciado pelo método de Sanger

http://jimwatsonsequence.cshl.edu/cgi-perl/gbrowse/jwsequence/

Sequenciado com 454

Genomas Individuais

Bentley et al.

Wang et al.

http://yh.genomics.org.cn/

http://www.illumina.com/HumanGenome/

Explosão de Genomas Individuais

2001

2004

2007

2008

20092010

Mais e mais Genomas Individuais

NGS e Estudos de Associação

Published Genome-Wide Associations through 03/2011, 1,319 published GWA at p≤5x10-8 for 221 traits

NHGRI GWA Catalogwww.genome.gov/GWAStudies

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

Published GWA Reports, 2005 – 6/2011To

tal N

umbe

r of P

ublic

ation

s

951

Calendar QuarterThrough 9/30/10 postings

Missing Heritability e o sequenciamento de genomas individuais

Doenças Mendelianas

• Doenças muito raras não tem número de famílias suficiente para estudos de ligação ou mapeamento por homozigozidade

• Doenças Mendelianas esporádicas por mutações de novo

• Heterogeinidade de loco• Heterogeinidade de fenótipo

Exoma

• Estima-se que 90% das doenças mendelianas tem como causa variações em exons

• Exoma é o sequenciamento de todos ou quase todos exons em uma amostra

• O primeiro passo é separar os exons do restante do DNA

• Estima-se o exoma humano em 35 a 40 Mb (aproximadamente 1 % do genoma total)

Captura de Exons

Captura de 180.000 exons codificantesCaptura de 541 exons de micro RNAs

Sequenciamento de Genomas como método de diagnóstico

• Exoma

• Genoma Total

Consulta em 05/07/2011Consulta em 01/09/2011

Antropologia Molecular

Next Generation Sequencing amplia possibilidades de melhor caracterização da variação estrutural em

genomas

NGS Câncer - Sequenciamento

Por hoje Fechamos!!

• Nos vemos amanhã!