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A YEASTRACT (Yeast Search for Transcriptional Regulators And Consensus Tracking Database)

Publicado em 03/10/2005 (revisto em 05/12/2008)

A base de dados YEASTRACTLink externo (YEAst Search for Transcriptional Regulators And Consensus Tracking) é uma ferramenta para a análise das associações de regulação transcricional em Saccharomyces cerevisiae (Teixeira et al., 2006Link externo). A transcrição é o passo do processo de expressão genética que envolve a síntese de mRNA com base na sequência codificante de um gene. Esta é regulada, de forma rigorosa, em todos os sistemas vivos por acção de proteínas que promovem ou reprimem a transcrição dos seus genes alvo. A acção destes factores de transcrição passa pela sua ligação a sequências específicas de nucleótidos que ocorrem a montante das regiões codificantes dos genes. Estas regiões, conhecidas como regiões promotoras, podem conter diversos locais de ligação específicos para vários factores de transcrição, sendo o nível de transcrição de um gene dependente do balanço entre o efeito dos vários reguladores.

Neste momento, a base de dados YEASTRACT contém mais de 30.000 associações de regulação entre os genes da Levedura e os seus 149 factores de transcrição descritos, baseadas em cerca de 1000 publicações. Cada associação foi anotada manualmente com base na interpretação dos dados publicados. A YEASTRACT contém também a descrição de 284 locais de ligação ao DNA, específicos para um sub-grupo de 108 factores de transcrição.

A YEASTRACT providencia também ferramentas computacionais para facilitar a exploração da informação reunida com o objectivo de responder a várias questões biológicas, conforme exemplificado no GuiaLink externo disponível no sistema. Na sua última versão, esta base de dados passou a incluir um pacote de ferramentas computacionais de descoberta e comparação de sequências de nucleótidos (motivos de DNA), denominada DISCOVERERLink externo. Estas novas ferramentas têm como objectivo contribuir para a previsão de novos locais de ligação para factores de transcrição na região promotora dos seus genes-alvo (Monteiro et al., 2008Link externo).

Aplicações típicas

Embora a YEASTRACT possa ser utilizada de várias formas para processar dados de diversas origens e com objectivos variados, há quatro grupos principais de processos que são suportados directamente pelas ferramentas disponibilizadas.

O primeiro processo consiste na identificação das associações de regulação documentadas ou potenciais para um dado gene/ORF. Este processo permite, por um lado, identificar todos os factores de transcrição potencial ou factualmente envolvidos na regulação de um gene e, por outro lado, identificar todos os alvos documentados ou potenciais de um determinado factor de transcrição.

O segundo processo está relacionado com a análise e caracterização de grupos de genes cuja expressão apresenta um perfil semelhante (por exemplo, obtidos numa experiência de microarrays), com base nas suas associações de regulação com factores de transcrição conhecidos. Estas ferramentas proporcionam um modo interessante de agrupar resultados de expressão global e identificar os factores de transcrição subjacentes a uma resposta transcricional. O resultado gráfico deste tipo de análise permite ainda visualizar as redes de regulação subjacentes a uma determinada alteração transcricional.

O terceiro processo permite pesquisar a ocorrência de motivos de DNA (por exemplo, de presumíveis locais de ligação de factores de transcrição que surgem como sequências de nucleótidos sobre-representadas nas regiões promotoras de genes co-expressos) nas regiões promotoras de todos os genes da levedura. Permite ainda comparar esses motivos de DNA, fornecidos pelo utilizador, com os locais de ligação de factores de transcrição descritos na base de dados.

O quarto processo tornou-se possível após a introdução do conjunto de ferramentas computacionais denominado DISCOVERER. Através destas ferramentas é possível encontrar as sequências de nucleótidos presentes no maior número de regiões promotoras dos genes de uma lista fornecida pelo utilizador (por exemplo, uma lista de alvos de um factor de transcrição). Os motivos de DNA obtidos são considerados presumíveis locais de regulação da expressão dos genes na lista, um possível local de ligação para o factor de transcrição em estudo.

A base de dados YEASTRACT é um exemplo de integração de informação biológica na área das complexas redes de regulação genética que actuam na levedura Saccharomyces cerevisiae, um organismo utilizado como modelo experimental de célula eucariótica. Desde que foi disponibilizada ao público, em Janeiro de 2006, esta base de dados nacional já foi consultada por investigadores de mais de 300 grupos, espalhados por 74 países. Em consequência desta adesão, só no ano de 2007 foram efectuadas cerca de 150.000 pesquisas. A base de dados YEASTRACT, resulta de um trabalho conjunto de duas equipas nacionais activas nas áreas da Biologia da Levedura e da Genómica Funcional e Biologia Computacional. Estas equipas incluem investigadores do Grupo de Ciências Biológicas do Centro de Engenharia Biológica e Química do IST e do Instituto de Biotecnologia e Bioengenharia (IBB), do grupo KDBIO/ALGOS do INESC-ID e Professores dos Departamentos de Engenharia Química e Biológica, de Engenharia Informática e de Engenharia Electrotécnica e de Computadores do IST.

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