In silico analysis of the coffee transcriptome : identification of SNPs and inference of mechanisms of gene expression regulation

Orientador: Gonçalo Amarante Guimarães PereiraTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: O café é uma das culturas mais importantes do mundo, sendo consumido mundialmente e com significativa participação na economia em países em desenvolvimento. Coffea arabica e Coffea canephora são responsáveis por 70% e 30% da produção comercial, respectivamente. Análise citogenética indicou que C. arabica é uma planta alotetraploide autógama formada por uma hibridação (1 milhão de anos atrás) entre os diplóides C. canephora e Coffea eugenioides. C. eugenioides é uma espécie silvestre que cresce em maiores altitudes próximo das bordas de florestas e produz poucas e pequenas sementes com baixo teor de cafeína. Por outro lado, C. canephora é alógama e cresce melhor em terras baixas, é também caracterizada por maior produtividade, maior tolerância a pragas e maior teor de cafeína, mas tem uma bebida considerada de qualidade inferior em comparação com a produzida por C. arabica. Durante a última década, algumas iniciativas de pesquisa têm sido lançadas para produzir dados genômicos e transcritômicos de algumas espécies de café. Esta coleção de ESTs representa uma boa visão do transcriptoma de C. arabica e C. canephora, sendo um importante recurso para análise molecular dessas espécies. Este trabalho teve como objetivo obter mais informações sobre algumas espécies do gênero Coffea, incluindo a estrutura dos genes, análise de expressão e identificação de genes e famílias gênicas que são específicos ou expandidos em café. Além disso, também foi proposto estudar a regulação da expressão gênica nos genes homeólogos da alotetraploide C. arabica. A fim de investigar estes conjuntos de dados de EST foram realizadas duas montagens: (i) a primeira montagem com cada espécie individualmente, com o objetivo de fazer uma análise comparativa entre as C. arabica, C. canephora e outras culturas, e (ii) com as duas espécies de café juntas, permitindo a identificação de SNPs entre C. arabica e C. canephora, e avaliar questões evolutivas em C. arabica. A identificação dos transcritos diferencialmente expressos e novas famílias gênicas foram utilizados como ponto de partida para a correlação de características de desenvolvimento e de perfis de expressão gênica em Coffea sp.. Domínios de proteínas e análises de Gene Ontology sugerem diferenças significativas entre os dados das espécies de café analisadas, principalmente em relação a síntese de açúcares, ligação de proteínas a nucleotídeos, retrotransposons e proteínas de resposta a estresse. A ferramenta OrthoMCL identificou as famílias de proteínas específicas ou predominante de café quando comparado com outras cinco espécies de plantas. Usando as discrepâncias de alta qualidade encontradas em ESTs sobrepostos de C. arabica e C. canephora, os perfis de diversidade de seqüência foram avaliados em ambas as espécies e utilizados para deduzir a contribuição de C. canephora e C. eugenioides na transcrição de C. arabica. A identificação de genes homeologous de C. arabica aos genomas ancestrais permitiu analisar as contribuições de expressão gênica de cada subgenoma. Nós sugerimos que este fenômeno tem uma questão importante na expressão dos genes e fisiologia de Coffea.Abstract: Coffee is one of the most important crops in the world, being worldwide consumed and having significant participation in under development economies. Coffea arabica and Coffea canephora are responsible for 70% and 30% of commercial production, respectively. Cytogenetic analysis established that C. arabica is an autogamous alotetraploid formed by a recent (1 mya) hybridization between the diploids C. canephora and Coffea eugenioides. C. eugenioides is a wild species which grows in higher altitudes near forest edges, and produces few berries with small beans of low caffeine content. On the other hand, C. canephora is alogamous and grows better in lowlands. It is also characterized by higher productivity, more tolerance to pests, and higher caffeine content, but it has an inferior beverage compared with C. arabica. During the last decade, research initiatives have been launched to produce genomic and transcriptomic data about Coffea spp. This EST collection represents a good overview of C. arabica and C. canephora transcriptome, being appropriate as a resource for Coffea molecular analysis. This work aimed to obtain further information about Coffea spp. gene structure and expression and to identify genes that are specific or expanded in coffee plants. Moreover, it also intended to study the homeologous gene expression regulation in the alotetraploid C. arabica. In order to investigate these data two different EST assemblies were performed: (i) with each species individually, aiming the comparative analysis between the C. arabica, C. canephora and other crops; and (ii) with both coffee species together, allowing the identification of SNPs between C. arabica and one of its direct ancestors C. canephora and the examination of evolutive issues in C. arabica. The identification of differentially expressed transcrip ts and new gene families offered a starting point for the correlation of gene expression profil es and Coffea sp. development traits. Protein domain and Gene Ontology analyzes suggested significant differences between the data of coffee species analyzed, mainly in relation to complex sugar synthases, nucleotide binding proteins, retrotransposons and stress response. OrthoMCL tool identified specific or prevalent coffee protein families when compared with other five plant species. Using the high quality discrepancies, found in overlapped ESTs from C. arabica and C. canephora, sequence diversity profiles were evaluated within both species and used to deduce the transcript contribution of the C. canephora and C. eugenioides ancestors in the C. arabica. The assignment of the C. arabica homeologous genes to the ancestral genomes allowed us to analyze gene expression contributions of each subgenome. We suggest that this phenomenon has an important issue in Coffea gene expression and physiology.DoutoradoBioinformaticaDoutor em Genetica e Biologia Molecula

Universal Features for the Classification of Coding and Non-coding DNA Sequences

In this report, we revisited simple features that allow the classification of coding sequences (CDS) from non-coding DNA. The spectrum of codon usage of our sequence sample is large and suggests that these features are universal. The features that we investigated combine (i) the stop codon distribution, (ii) the product of purine probabilities in the three positions of nucleotide triplets, (iii) the product of Cytosine, Guanine, Adenine probabilities in 1st, 2nd, 3rd position of triplets, respectively, (iv) the product of G and C probabilities in 1st and 2nd position of triplets. These features are a natural consequence of the physico-chemical properties of proteins and their combination is successful in classifying CDS and non-coding DNA (introns) with a success rate >95% above 350 bp. The coding strand and coding frame are implicitly deduced when the sequences are classified as coding

Proyectos fuentes de energía eléctrica, residuos industriales y laboratorio histórico de física

Se describen tres proyectos multimedia que han sido o están siendo elaborados gracias a las ayudas obtenidas por parte de la Universidad Politécnica de Cataluña en concepto de Proyectos de Innovación Docente -convocatoria 2004-. Estos proyectos se basan en el trabajo de un grupo de profesores pertenecientes a cuatro Departamentos de la propia universidad lo cual les confiere una calidad científica satisfactoria. Los proyectos han sido dirigidos por el profesor Ramón Mª Mujal (ETSEIAT Terrassa), y han colaborado profesores de los Departamentos de Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Mecánica, Ingeniería Química y Medio Ambiente. Asimismo, se ha contado con la colaboración de alumnos becados y técnicos en multimedia de la propia universidad y del servicio “La Factoría” de la Biblioteca del Campus de Terrassa. Los proyectos que se presentan son: Fuentes de Energía Eléctrica (en formato CD-DVD y página Web), Residuos Industriales, Sanitarios y Agrícolas (formato CD) y Laboratorio Histórico de Física Ferran Alsina (Formato CD). Estos materiales pretenden ser un entorno virtual de aprendizaje para alumnos tanto de carreras semipresenciales como presenciales, aunque es ampliable a otro tipo de usuarios y niveles educativos

Estudi de l'inventari d'assertivitat de Gambrill i Richey en una mostra d'estudiants de Psicologia de la Universitat Autònoma de Barcelona

En el presente trabajo se analizan los resultados obtenidos mediante la aplicación del inventario de Gambrill i Richey a una muestra de estudiantes de Psicología de la Universitat Autdnoma de Barcelona En el análisis factorial hemos hallado un primer factor con una saturación en asertividad más alta que los hallados por las autoras. En nuestro estudio se confirma la utilidad del inventario para una primera evaluación de la conducta asertiva.This paper is an analysis ofthe results obtained in the application ofthe Gambrill & Richey Inventory to a sample of students of Psychology of the UAB. In the factorial analysis we found one factor (the first) more highly saturated in assertiveness than the Gambrill and Richey's factors. Our study confirms the usefulness of the inventory for a first assessment of assertive behavior

La dinámica afiliativa sindical y las trayectorias de sus miembros

This text presents an analysis of aggregated membership’s dynamics for Spanish trade unions, using ECVT data, as well as union memberships’ trajectories, or members’ decisions about joining the organization, permanency and responsibilities, and subsequent attrition. For the analysis of trajectories we make use of information of the records of actual memberships and the record of quitting of CCOO, and of a survey-questionnaire to a sample of leavers of the same union. This study allows us to confirm a linkage between the decision and motivations to become union member, to participate in union activities, the time of permanency, and the motives to quit the organization. We also identify five types of union members’ trajectories, indicating that, far from views that assert a monolithic structure, unions are complex organizations.Este texto analiza la dinámica afiliativa de altas y bajas de los sindicatos españoles a partir de la ECVT, y las trayectorias sindicales, esto es, el comportamiento de los afiliados desde su decisión de darse de alta en la organización, su permanencia y participación en responsabilidades y en la acción sindical, hasta su baja, en este caso utilizando datos del registro de afiliación y desafiliación de CCOO y de una encuesta a una muestra de desafiliados del mismo sindicato. El estudio realizado permite, por una parte, constatar un vínculo de continuidad entre la decisión y motivaciones de afiliarse al sindicato, el tiempo de permanencia, el grado de implicación con la organización y los motivos que conducen a darse de baja; y por otra, identificamos cinco tipos de trayectorias sindicales, que configuran una organización compleja, que desvirtúan la visión de los sindicatos como organizaciones monolíticas

Characterization and Control Strategies of an Integrated Chemical-Biological System for the Remediation of Toxic Pollutants in Wastewater: A case of study

In a previous work, a hybrid system consisting of an advanced oxidation process (AOP) named Photo-Fenton (Ph-F) and a fixed bed biological treatment operating as a sequencing batch biofilm reactor (SBBR) was started-up and optimized to treat 200 mg·L-1 of 4-chlorophenol (4-CP) as a model compound. In this work, studies of reactor stability and control as well as microbial population determination by molecular biology techniques were carried out to further characterize and control the biological reactor. Results revealed that the integrated system was flexible and even able to overcome toxic shock loads. Oxygen uptake rate (OUR) in situ was shown to be a valid tool to control the SBBR operation, to detect toxic conditions to the biomass, and to assess the recovery of performance. A microbial characterization by 16S rDNA sequence analysis reveals that the biological population was varied, although about 30% of the bacteria belonged to the Wautersia genus