Revisão da classificação de bactérias e investigação de genes de interesse médico por meio de análise genômica (in silico) e ferramentas de bioinformática


Publication type
Academic monograph
Language
Portuguese
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Open access
Abstract
Bioinformatics has generated a great impact in the scientific field due to its diverse applications, one of its highlights being the study of genomes through tools that make it possible to carry out sequence alignment, identification of protein families profile, genome annotation and the investigation of presence/absence of resistance and virulence genes based on different databases. A resource that has recently gained prominence in the classification of microorganisms is called ANI (Average Nucleotide Identity), which seeks, through the average nucleotide similarity between genomes, to demarcate boundaries between species. Another relevant resource is the investigation of microorganisms with potential multi-resistance. We used both of these resources to investigate a significative number of isolates of the genus Neisseria and Vibrio, which, in addition to having gone through recent phylogenetic reclassifications, present possible multiresistant species. We sought to identify possible classification inconsistencies of species from the genus Neisseria and Vibrio through ANI, proposing reclassifications when applicable. Another objective was to analyze the presence / absence of resistance and virulence genes through bioinformatics software. Among the investigated species N. sicca LPB0402 and N. perflava LPB0400 need to undergo a reclassification, due to having presented ANI of 99.99%, which define them as the same species. Concerning the genus Vibrio, we suggest with low doubt, that V. lentus 5F79 and V. tasmaniensis 5F79 are the same species, since they present ANI of 99.97%, whereas V. lentus 10N6145B10 with ANI of 95.62% and 95.64% respectively, when compared to these two isolates cited above, should also be included in this same species. As for resistance genes N. lactamica, N. gonorrhoeae, N. meningitidis and especially N. brasiliensis N17716, V. hepatarius DSM19134 and V. cholerae 1Mo have a potential profile of multiresistance; V. mimicus 2011V1073 stood out in terms of virulence. We can conclude that the analysis of the genome of bacterial isolates allowed us to find classification inconsistencies and to generate proposals for reclassification, as well as allowed us to show that isolates not considered of medical interest actually have a large number of genes for vituence and antimicrobial resistance, reason why they should have their vigilance increased.
Abstract in Portuguese
A bioinformática tem gerado grande impacto no campo científico devido às suas diversas aplicações, sendo um de seus destaques o estudo de genomas por meio de ferramentas que possibilitam realizar alinhamento de sequências, identificação do perfil de famílias de proteínas, anotação de genomas e a investigação da presença/ausência de genes de resistência e virulência baseados em diferentes conjuntos de dados. Um recurso que ganhou destaque recentemente na reclassificação de microrganismos foi a análise por ANI (Average Nucleotide Identity), que busca por meio da média de similaridade nucleotídica entre os genomas, demarcar limites entre espécies. Um outro recurso relevante é a investigação de microrganismos com potencial multirresistência. Utilizando essas duas ferramentas, avaliamos um grande número de isolados dos gêneros Neisseria e Vibrio, que além de terem passado por recentes reclassificações filogenéticas, apresentam potenciais espécies multiresistentes. Buscamos identificar possíveis inconsistências de classificação de espécies dos gêneros Neisseria e Vibrio por meio de ANI, propondo reclassificações quando aplicáveis. Outro objetivo foi analisar a presença/ausência de genes de resistência e virulência por meio de softwares de bioinformática. Dentre as espécies investigadas N. sicca LPB0402 e N. perflava LPB0400 precisam passar por uma reclassificação, devido terem apresentado ANI de 99,99%, o que as define como a mesma espécie. Quanto ao gênero Vibrio sugerimos, com pouca margem de dúvida, que V. lentus 5F79 e V. tasmaniensis 5F79 são a mesma espécie, por apresentarem ANI de 99,97%, podendo V. lentus 10N6145B10 com ANI de 95,62% e 95,64% respectivamente quando comparado comos dois isolados citadas acima, ser incluso nesta mesma espécie. Quanto aos genes de resistência N. lactamica, N. gonorrhoeae, N. meningitidis e principalmente N. brasiliensis N17716, V. hepatarius DSM19134 e V. cholerae 1Mo apresentaram um perfil potencial de multirresistência; V. mimicus 2011V1073 se destacou no quesito virulência Podemos concluir que a análise do genoma de isolados bacterianos nos permitiu encontrar inconsistencias de classificação e gerar propostas de reclassificação, assim como permitiu detectar que isolados não considerados como de interesse médico possuem, na verdade, grande número de genes de vitulência e resistencia antimicromiana, motivo pelo qual devem ter sua vigilância aumentada.
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https://repositorio.butantan.gov.br/handle/butantan/4171
Issue Date
2022


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