Identificação e avaliação de padrões repetitivos no proteoma de Trypanosoma Cruzi

Orientador: Prof. Dr. Doutor Roberto Tadeu Raittz.Coorientador: Prof. Dr. Wanderson Duarte da Rocha.Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Educação Profissional e Tecnológica, Programa de Pós-Graduação em Bioinformática. Defesa : Curitiba, 28/04/2019.Inclui referências: p. 92-98.Resumo: Regiões repetidas são primordiais para a sobrevivência de Trypanossoma cruzi, pois tem sido atribuído a elas um papel importante no processo de evasão do sistema imune de hospedeiros mamíferos. A compreensão de muitas das funções que estas características exercem e/ou mecanismos ainda nos escapa, fazendo com que a patologia causada por este parasito, a Doença de Chagas, ainda não tenha cura definitiva. Alem disso, o diagnóstico desta doenca ainda é limitante. Neste estudo, nós aplicamos novas técnicas de bioinformática para anotação e análise exploratória de tandem repeats (TRs). Nós também realizamos análises de preferência de códons no proteoma completo e aplicamos valores de cobertura de transcriptoma para avaliarmos possíveis diferenças de seleção de códons para diferentes etapas do ciclo de vida. Verificamos que alguns aminoácidos apresentaram divergências, porém a grande maioria apresenta as preferências do genoma, enquanto que entre as etapas do ciclo de vida os padrões são sempre os mesmos. Ao compararmos as preferências globais com as regiões de TRs, verificamos que nas proteínas transmembrana, elas apresentam características distintas que podem indicar um meio de suprimir a expressão destes genes. Aprofundando nossas análises de TRs, nós realizamos a anotação de epitopos de células B nessas regiões e aplicamos dados de transcritoma buscando os melhores candidatos para novos alvos de teste de diagnóstico. Além de alguns dos antígenos já conhecidos, fomos capazes de identificar outros candidatos promissores a testes experimentais. Ao final do processo nós aplicamos as lições aprendidas com identificação de Tandem Repeats na geração de um modelo capaz de classificar sequências com e sem TRs, atingindo acurácia de 80%. O modelo desenvolvido aqui permitirá identificar TRs conservados em outros organismos patogênicos, bons alvos para anotação de epitopos de célula B para testes diagnósticos.Abstract: Repeated regions are crucial to Trypanosoma cruzi survival, since it has been assigned to them an important role in the evasion of the mammalian host immune system. Many of their functions and/or mechanisms remain unknown, and the definitive cure for the desease caused by it, Chagas Desease, still deceives us. In addition, its diagnosis is still limiting. Here, we applied new bioinformatics techniques to annotate and perform exploratory analysis of Tandem Repeats (TRs). We also performed codon preference analysis on the complete proteome and applied transcriptome coverage values to assess differences in codon selection at different stages of the life cycle. We found that some of the amino-acids presented divergency, but most of them share the preferences of the genome, while between the stages of the life cycle the patterns are always the same. When the preferences of the TR regions were compared to the global ones, we found that, for transmembrane proteins, these preferences presented some distinct characteristics, which may suggest a way to suppress these genes. We then annotated B-cell epitopes in these TR regions and applied transcriptome data on them, looking for better targets for diagnostic tests. In addition to some well-known antigens, we were able to find other promising candidates to future experimental testing. As the last task in this process, we applied the lessons learned to find Tandem Repeats in an AI model. It is able to classify sequences with and without TRs, with an accuracy of 80%. This model will allow the identification of sequences with conserved TRs in other pathogenic organisms, which will be good targets for B-cell epitope tools and future diagnostic tests