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Título: Análise geral do pangenoma de Setosphaeria spp. com enfoque nos genes de patogenicidade
Título(s) alternativo(s): General analysis of the pangenome of Setosphaeria spp. focusing on pathogenicity genes
Autor(es): Cavalheiro, Vitória Luisa
Orientador(es): Perseguini, Juliana Morini Küpper Cardoso
Palavras-chave: Bioinformática
Fungos fitopatogênicos
Genoma
Bioinformatics
Phytopathogenic fungi
Genomes
Data do documento: 16-Fev-2023
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Dois Vizinhos
Citação: CAVALHEIRO, Vitória Luisa. Análise geral do pangenoma de Setosphaeria spp. com enfoque nos genes de patogenicidade. 2023. Monografia (Especialização em Biologia Molecular) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Dois Vizinhos, 2023.
Resumo: Conhecido amplamente como patógeno responsável pela helmintosporiose em diversas culturas de plantas, Setosphaeria turcica é responsável por perdas econômicas de até 40% em diferentes plantios. Apesar do gênero Setosphaeria ser tradicionalmente composto por fitopatógenos, relatos recentes apontam para a possibilidade de patogenicidade em gatos e em humanos. Dentre os objetivos deste trabalho estão a análise pangenômica e a compreensão dos fatores de virulência e patogenicidade associados a este organismo. As sequências foram obtidas da base de dados do National Center for Biotechnology Information, para anotação dos genomas foi utilizado o programa genSAS (V.6.0), uma plataforma que fornece um pipeline para anotação estrutural e funcional do genoma inteiro para eucariotos e procariotos com uma variedade de ferramentas para mascaramento de repetição, previsão de modelos de genes e outros recursos. Os programas FastANI e OrthoVenn2 (V.2) foram utilizados para gerar os dados e as imagens relacionadas à análise pangenômica. Foram analisadas cinco diferentes cepas de S. rostratum e S. turcica, dentre as quais apenas três puderam ser adicionadas ao pipeline de anotação funcional, pois não possuíam os requisitos de menos de 25.000 sequências totais e mais de 50% das sequências contendo mais de 2.500 bases. Os resultados demonstraram que apenas a cepa do organismo de S. rostratum teve cerca de 6% dos seus clusters associados com processos metabólicos de lipídio e 17% para o processamento de macromoléculas, frequentemente associadas ao mecanismo de penetração no hospedeiro. A mesma cepa apresentou sete clusters relacionados à patogênese, que quando investigados demonstraram ser proteínas potencialmente associados ao citocromo p450, tioredoxina redutase e proteínas similares às de outros fitopatógenos. Genes codificadores dessas proteínas estão atrelados a produção de micotoxinas da classe fumosinas, cuja ingestão prolongada pode causar carcinogênese de esôfago em humanos. O presente estudo evidencia a falta de informações e a importância de novos sequenciamentos de diferentes linhagens desse organismo, bem como a importância da investigação dos diferentes genes para infecção de diferentes hospedeiros.
Abstract: Widely known as the pathogen responsible for helminthosporiasis in several plant crops, Setosphaeria turcica is responsible for economic losses of up to 40% in different plantations. Although the genus Setosphaeria is traditionally composed of phytopathogens, recent reports point to the possibility of pathogenicity in cats and humans. Among the objectives of this work are the pangenomic analysis and the understanding of the virulence and pathogenicity factors associated with this organism. The sequences were obtained from the National Center for Biotechnology Information database, for genome annotation the genSAS program (V.6.0) was used, a platform that provides a pipeline for structural and functional annotation of the entire genome for eukaryotes and prokaryotes with a variety of tools for repeat masking, gene model prediction, and other features. FastANI and OrthoVenn2 (V.2) programs were used to generate data and images related to the pangenomic analysis. Five different strains of S. rostratum and S. turcica were analyzed, among which only three could be added to the functional annotation pipeline, as they did not have the requirements of less than 25,000 total sequences and more than 50% of the sequences containing more than 2,500 bases. The results showed that only the strain of the S. rostratum organism had about 6% of its clusters associated with lipid metabolic processes and 17% for the processing of macromolecules, often associated with the host penetration mechanism. The same strain showed seven clusters related to pathogenesis, which when investigated proved to be proteins potentially associated with cytochrome p450, thioredoxin reductase and proteins similar to those of other phytopathogens. Genes encoding these proteins are linked to the production of mycotoxins of the fumonisin class, whose prolonged ingestion can cause esophageal carcinogenesis in humans. The present study highlights the lack of information and the importance of new sequencing of different strains of this organism, as well as the importance of investigating the different genes for infection in different hosts.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/31971
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