Desarrollos estadísticos para el procesamiento de información genómica masiva en agro-biotecnología. Statistical developments for processing massive genomic information in agro-biotechnology.

Nuevas biotecnologías, como los marcadores de la molécula de ADN, permiten caracterizar el genoma vegetal. El uso de la información genómica producida para cientos o miles de posiciones cromosómicas permite identificar genotipos superiores en menos tiempo que el requerido por la selección fenotípica tradicional. La mayoría de los caracteres de las especies vegetales cultivadas de importancia agronómica y económica, son controlados por poli-genes causantes de un fenotipo con variación continua, altamente afectados por el ambiente. Su herencia es compleja ya que resulta de la interacción entre genes, del mismo o distinto cromosoma, y de la interacción del genotipo con el ambiente, dificultando la selección. Estas biotecnologías producen bases de datos con gran cantidad de información y estructuras complejas de correlación que requieren de métodos y modelos biométricos específicos para su procesamiento. Los modelos estadísticos focalizados en explicar el fenotipo a partir de información genómica masiva requieren la estimación de un gran número de parámetros. No existen métodos, dentro de la estadística paramétrica capaces de abordar este problema eficientemente. Además los modelos deben contemplar no-aditividades (interacciones) entre efectos génicos y de éstos con el ambiente que son también dificiles de manejar desde la concepción paramétrica. Se hipotetiza que el análisis de la asociación entre caracteres fenotípicos y genotipos moleculares, caracterizados por abundante información genómica, podría realizarse eficientemente en el contexto de los modelos mixtos semiparamétricos y/o de métodos no-paramétricos basados en técnicas de aprendizaje automático. El objetivo de este proyecto es desarrollar nuevos métodos para análisis de datos que permitan el uso eficiente de información genómica masiva en evaluaciones genéticas de interés agro-biotecnológico. Los objetivos específicos incluyen la comparación, respecto a propiedades estadísticas y computacionales, de estrategias analíticas paramétricas con estrategias semiparamétricas y no-paramétricas. Se trabajará con aproximaciones por regresión del análisis de loci de caracteres cuantitativos bajo distintas estrategias y escenarios (reales y simulados) con distinto volúmenes de datos de marcadores moleculares. En el área paramétrica se pondrá especial énfasis en modelos mixtos, mientras que en el área no paramétrica se evaluarán algoritmos de redes neuronales, máquinas de soporte vectorial, filtros multivariados, suavizados del tipo LOESS y métodos basados en núcleos de reciente aparición. La propuesta semiparamétrica se basará en una estrategia de análisis en dos etapas orientadas a: 1) reducir la dimensionalidad de los datos genómicos y 2) modelar el fenotipo introduciendo sólo las señales moleculares más significativas. Con este trabajo se espera poner a disposición de investigadores de nuestro medio, nuevas herramientas y procedimientos de análisis que permitan maximizar la eficiencia en el uso de los recursos asignados a la masiva captura de datos genómicos y su aplicación en desarrollos agro-biotecnológicos.

Defectos genéticos de la glicosilación proteica: estudio progresivo de la variabilidad genómica/fenómica e impacto médico transduccional en argentina.

Los glicanos constituyen compuestos formados por residuos de carbohidratos que otorgan propiedades específicas a las macromoléculas a las cuales se unen, permitiendo su normal funcionamiento. La alteración en su formación ocasiona un fenotipo muy variable, de clínica multisistémica y afectación neurológica severa. Los Desórdenes Congénitos de Glicosilación (CDG) son defectos en la síntesis de N- u O-glicanos unidos a proteínas, glicoesfingolípidos o glicofosfatidilinositoles. La caracterización de más de 49 clases de CDG ha contribuido enormemente a comprender mecanismos de glicosilación humanos. El objetivo principal es profundizar en el conocimiento de la glicobiología humana, orientado a responder hipótesis de biología molecular en estas patologías. A partir de la sospecha clínica, por manifestaciones fenotípicas frecuentes (convulsiones, retraso psicomotor, hipoplasia cerebelo, coagulopatías), la metodología diagnóstica se basa en detectar cambios bioquímicos en las glicoproteínas. La más utilizada, es el análisis de transferrina, mediante diferentes metodologías (Western blot, IEF, HPLC y MALDI-TOFF MS). Sin embargo, actualmente existe un número creciente de pacientes con alteraciones de glicosilación aún por dilucidar (CDG-x). Hemos detectado alteraciones de N-glicosilación (n: 7) en pacientes con PMM2-CDG y CDG-IIx y alteraciones de O-glicosilación (n: 41) denominada EXT1/EXT2-CDG u Osteocondromatosis Múltiple (MO). MO está ocasionada por alteración en la biosíntesis del heparán sulfato proteoglicano, debido a mutaciones en los genes que codifican glicosiltranferasas responsables de su elongación. Nuestro programa interdisciplinario de CDG en Argentina, se espera contribuya a la formación y consolidación de la red “CDGnet América Latina” fomentando el intercambio científico, las capacidades tecnológicas y el conocimiento de los últimos avances en Desórdenes Congénitos de Glicosilación.

Estrategias estadísticas y de aprendizaje automático en genómica y proteómica funcional.

El objetivo de este proyecto, enmarcado en el área de metodología de análisis en bioingeniería-biotecnología aplicadas al estudio del cáncer, es el análisis y caracterización a través de perfiles de expresión de proteínas y genes de las vías metabólicas asociadas a progresión tumoral. Dicho estudio se llevará a cabo mediante la utilización de tecnologías de alto rendimiento. Las mismas permiten evaluar miles de genes/proteínas en forma simultánea, generando así una gran cantidad de datos de expresión. Se hipotetiza que para un análisis e interpretación de la información subyacente, caracterizada por su abundancia y complejidad, podría realizarse mediante técnicas estadístico-computacionales eficientes en el contexto de modelos mixtos y técnicas de aprendizaje automático. Para que el análisis sea efectivo es necesario contemplar los efectos ocasionados por los diferentes factores experimentales ajenos al fenómeno biológico bajo estudio. Estos efectos pueden enmascarar la información subyacente y así perder informacion relevante en el contexto de progresión tumoral. La identificación de estos efectos permitirá obtener, eficientemente, los perfiles de expresión molecular que podrían permitir el desarrollo de métodos de diagnóstico basados en ellos. Con este trabajo se espera poner a disposición de investigadores de nuestro medio, herramientas y procedimientos de análisis que maximicen la eficiencia en el uso de los recursos asignados a la masiva captura de datos genómicos/proteómicos que permitan extraer información biológica relevante pertinente al análisis, clasificación o predicción de cáncer, el diseño de tratamientos y terapias específicos y el mejoramiento de los métodos de detección como así tambien aportar al entendimiento de la progresión tumoral mediante análisis computacional intensivo.

Seleção de variedades de soja (Glycine Max (L.) Merril ): I. Analises Bromatológicas

O presente trabalho foi realizado com o fito de estabelecer uma seleção prévia entre 32 variedaeds de soja (Glycine max. (L.) Merril), com base nas análises bromatológicas das sementes. Foram determinados teores de umidade (U), cinzas (RM), proteína bruta (PB), gordura bruta ou extrato etéreo (EE), fibra bruta (F) e extrativo não nitrogenado (ENN). As análises da variância permitem tirar as seguintes conclusões: 1) Entre as variedades classificadas no grupo forrageiro e comestível, tem-se: Mandarin 8a (40,16% PB), Bicolor de Calai (39,64% PB) e Aliança (38,70% PB). 2) De acordo com a classificação estabelecida, para o grupo produtor de óleo, as variedades Lee, Hood, Lincoln (Blanco) Improved Pelican (2), Lincoln (Morado) e Improved Pelican (1), se destacam com 21,76, 21,65, 21,62, 21,35, 21,13 e 21,04% de EE respectivamente. 3) As variedades que apresentaram menor percentagem de fibra são: Hernónjn.0 107, Hood, Mogiana, Hill e Selection n.° 135, com 9,59; 9,62; 9,68; 10,02 e 10,12% F respectivamente. 4) Encontrou-se uma correlação positiva entre o teor de proteína bruta e o de cinzas.

A influência da época de seleção do rebento sobre o desenvolvimento das plantas matrizes em bananeira Musa cavendish II Lamb. Cv Nanicão

As mudas utilizadas no experimento foram plantadas em setembro de 1971, sendo cinco os tratamentos: planta matriz sem rebento, planta matriz com seleção dos rebentos, de janeiro, março e maio de 1972 e planta matriz com todos os rebentos. Os resultados obtidos revelam influência da época da seleção dos rebentos sobre: diâmetro do pseudo-caule e lançamento de folhas no mês de abril, durante a fase de desenvolvimento vegetativo; número de dias decorridos do plantio ao florescimento, número de plantas florescidas no mês de julho, número de folhas, altura e diâmetro do pseudo-caule, número de pencas por cacho e altura do rebento na fase do florescimento.

Influência da época de seleção do rebento sobre o desenvolvimento e produção da planta matriz de bananeira (Musa cavendishii) cultivar nanicão

No presente trabalho foram feitos os tratamentos: planta matriz sem rebentos; planta matriz com rebentos de janeiro, março e maio e testemunha com todos os rebentos, sendo estudada sua influência no desenvolvimento e produção da planta matriz de bananeira. Os resultados mostraram diferença significativa entre os tratamentos, com relação ao número de dias do plantio ao florescimento, ciclo de produção, número de folhas na colheita e peso do cacho. Não houve diferença significativa em relação ao diâmetro do pseudo-caule no florescimento e colheita, número de pencas e frutos.

Seleção preliminar de parâmetros físicos mais adequados para estudar o efeito da compactação de amostras de solo sobre a produção de matéria seca vegetal de feijoeiro (Phaseolue vulgaris L.)

Amostras dos horizontres A e B2 de um Oxisol (LR) e de um Alfisol (PVp) submetidas à compactação, cuja intensidade foi determinada através da medida da resistência à penetração de penotrógrafo de cone de 0-8, 8-17,6 kg/cm²,foram cultivadas com feijoeiro cultivar Rio Pardo 836 durante 67 dias, em vasos com 3,8 litros de terra, em casa de vegetação, com a unidade na faixa correspondente às tensões entre 100 a 300 m bares . Foi verificado que a produção de matéria seca vegetal parece correlacionar-se melhor com a porcentagem de poros de aeração efetiva, daí parecer ser esta propriedade o melhor indicador para a produção de matéria seca para diferentes solos, com diferentes níveis de compactação. Os parâmetros físicos densidade do solo, condutividade hidráulica saturada e resistência mecânica ã penetração de pene trômetro parecem não serem bons indicadores gerais.

Escolha manual, seleção eletrônica pela cor, tratamento fungicida e qualidade de sementes de amendoim

Este trabalho foi conduzido com o objetivo de estudar o efeito da escolha manual, da seleção eletrônica pela cor e do tratamento fungicida sobre a qualidade de sementes de amendoim (Arachis hypogaea L.). O lote, após o descascamento, limpeza, classificação em peneira 22/64 de polegada e separação da porção mais pesada obtida pelo processamento em mesa gravitacional foi submetido aos seguintes tratamentos: 1. material original (testemunha), 2. material submetido a uma seleção eletrônica, 3. material submetido a duas seleções eletrônicas, 4. material submetido a três seleções eletrônicas, 5. escolha manual por oito pessoas, 6. escolha manual por quatro pessoas seguida de uma seleção eletrônica, 7. material descartado pela selecionadora eletrônica. Todos os tratamentos foram divididos em duas partes e uma delas foi tratada com o fungicida thiran, (2 g.i.a por kg de sementes). Para avaliar a qualidade das sementes foram conduzidos os seguintes testes: análise de pureza física, exame de sementes com tegumento danificado, germinarão, envelhecimento acelerado, emergência em areia, emergência em campo e exame de sanidade das sementes. Conclui-se que as sementes descartadas pela sele cionadora eletrônica, composta predominantemente de sementes de amendoim de coloração mais clara e mais escura que a cor característica do cultivar e de sementes com tegumento danificado expondo o embrião foram de menor qualidade física, fisiológica e sanitária, entretanto, a remoção destes materiais através da escolha manual e/ou seleção eletrônica melhorou apenas a qualidade física, não alterou a qualidade fisiológica e sanitaria do lote de sementes. O tratamento fungicida proporcionou melhoria na qualidade fisiológica e sanitária das sementes e exerceu efeito protetivo no momento da semeadura.

Seleção para tamanho do embrião relacionada com o teor de óleo do grão de milho (Zea mays L.)

Para a obtenção de milho com elevada produtividade de grãos e alto conteúdo em óleo, realizou-se na população ESALQ-VD-2, seleção para produtividade entre famílias de meios irmãos e seleção visual para embrião grande dentro dessas famílias, pois a porcentagem de óleo apresenta estreita relação com o tamanho do embrião. O presente trabalho objetivou avaliar o método de seleção empregado, através da porcentagem de óleo, após cinco ciclos de seleção. A fim de evitar possíveis efeitos da fonte polinizadora, usou-se sementes S1. Foram comparadas, entre si, a população Original onde se efetuou seleção entre e dentro de famílias de meios irmãos para produtividade e, a população Alto Óleo onde, além da seleção entre famílias de meios irmãos para produtividade realizou-se seleção visual para embrião grande dentro das famílias. Este sistema usado permitiu elevar o conteúdo de óleo nos grãos de milho, promovendo um ganho médio, por ciclo, de 1,44% na população Alto Óleo em relação à população Original.

Alterações nos caracteres de peso, volume e densidade dos grãos de milho (Zea mays L.) provocadas pela seleção segundo o tamanho do embrião

Nos métodos de seleção comumente empregados para elevar o conteúdo de óleo nos grãos de milho se verifica alterações morfológicas, principalmente a redução de seu peso, devido ao balanço energético fisiológico entre o óleo e o carboidrato presentes nos grãos. O presente trabalho teve por finalidade avaliar as alterações em peso, volume e densidade dos grãos provocado pelo emprego do método de seleção entre famílias de meios irmãos para produtividade e dentro das famílias seleção visual para embrião grande, visando a obtenção de germoplasmas com alta produtividade de grãos e elevado conteúdo em óleo nos seus grãos. Para tanto, foi usado sementes S1 da população Alto Óleo onde foi feito seleção entre e dentro de famílias para produtividade e tamanho do embrião, respectivamente; e a população Original, onde somente foi realizado seleção entre e dentro de famílias para produtividade. O tipo de seleção empregada não provocou redução nos caracteres de peso e volume de 100 grãos, e sim, uma tendência para aumentar estas características na população Alto Óleo em relação à população Original. Para o caráter densidade dos grãos, embora estatisticamente não significativo, houve uma redução. Esta redução foi devido que o método seletivo usado na população Alto Óleo foi mais eficiente para o aumento do volume dos grãos do que para o peso desses.

Origen de la multicel·lularitat : una aproximació genòmica i funcional

En el present estudi s'analitza l'origen i evolució de 2 molècules claus pera entendre la multicel·lularitat dels animals: les molècules d'adhesió integrines i els factors de transcripció T-box. S’utilitzen els genomes recentment publicats de protists unicel•lulars parents propers dels animals. S’analitza l’origen i evolució d’aquests gens mitjançant anàlisi filogènic, determinació de motius funcionals i també tècniques de biologia molecular. A més, es documenta un cas de transferència gènica horitzontal des d'un eucariota cap a un procariota, fenomen poc habitual. Les principals conclusions són que tant l’adhesoma d'integrina com els gens T-box tenen un origen molt anterior als animals, en un context unicel•lular, i que després foren cooptats pel llinatge multicel•lular dels animals.

O fenômeno recrutamento e seleção de enfermeiros em hospitais: um enfoque fenomenológico

Este estudo teve como objetivo, desvelar o processo de recrutamento e seleção de enfermeiros a partir da experiência dos sujeitos que vi venciam essa prática. Para tanto buscou-se como trajetória metodológica a fenomenologia, na modal idade do fenômeno situado no referencial de Joel . Martins. Assim, o estudo foi realizado a partir do discurso de oito enfermeiros que experienciam o fenômeno. A análise dos depoimentos contemplou os momentos de descrição, redução e compreensão fenomenológicas, até o desvelamento da essencialidade do fenômeno investigado. Da análise fenomenológica dos discursos foi possível resgatar aspectos que representam a compreensão geral do processo de recrutamento e seleção de enfermeiros. Dessa forma, a essencialidade do fenômeno desvelado caracterizou-se pelas relações Homem, Organizações e Sociedade, relações essas de interdependência permeadas por múltiplos determinantes transituacionais. Nessa perspectiva, novos horizontes abriram-se no que tange o pensar recrutamento e seleção em enfermagem.

Seleção de Trichogramma spp., para o controle de Ecdytolopha aurantiana, com base na biologia e exigências térmicas

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de utilização de Trichogramma atopovirilia Oatman & Platner, 1983 e T. pretiosum Riley, 1879 como agentes de controle de Ecdytolopha aurantiana (Lima, 1927) (Lepidoptera: Tortricidae), importante praga da citricultura paulista. Foram realizados estudos de biologia em diferentes temperaturas, exigências térmicas e capacidade de parasitismo, visando fornecer subsídios a programas de controle biológico com estes parasitóides. A razão sexual não foi afetada pelas temperaturas estudadas (18, 20, 22, 25, 28, 30 e 32ºC), porém, a longevidade de fêmeas das duas espécies foi maior a 22 e 25ºC. Para a porcentagem de emergência e longevidade de fêmeas, a temperatura que tendeu a ser mais adequada foi a de 25ºC. A duração do período ovo-adulto para as duas espécies foi inversamente relacionada com o aumento da temperatura, sendo as exigências térmicas dessas espécies muito próximas, em torno de 108 GD. O hospedeiro natural, E. aurantiana, ou o alternativo, Anagasta kuehniella (Zeller, 1879) (Lepidoptera, Pyralidae), não afetaram o número de ovos parasitados por fêmea de Trichogramma. Porém, a porcentagem de parasitismo e o número de adultos emergidos por ovo, quando provenientes de ovos de E. aurantiana, foram maiores do que os criados sobre ovos de A. kuehniella. A porcentagem de emergência foi, no entanto, maior quando os parasitóides foram provenientes de ovos de A. kuehniella. As duas espécies de Trichogramma estudadas poderão ser testadas em campo para controle do bicho-furão-dos-citros, havendo uma indicação de que as exigências térmicas também podem servir como um bom parâmetro para seleção de espécies e/ou linhagens de Trichogramma, aliadas ao estudo de capacidade de parasitismo.

Uma Metodologia para a Seleção de Sistemas de Cogeração em Plataformas Offshore

As reservas mundiais provadas de gás natural totalizavam 143 trilhões de m3 em 1999. Deste total, 403 bilhões estão no território brasileiro, sendo 151 bilhões de m3 em terra e 252 bilhões no mar. A Figura 1 mostra a distribuição da produção nacional, sendo quase metade do total extraído na Bacia de Campos, RJ. Pode-se dizer que a cogeração aplicada a plataformas de petróleo não representa uma novidade, já há alguns anos até mesmo os navios utilizam a produção conjunta de trabalho mecânico e calor a partir da queima de um mesmo combustível. Entretanto, existem múltiplas configurações possíveis para atendimento de certas demandas térmicas e elétricas e a escolha da mais adequada pode representar uma sensível diferença em termos de aproveitamento energético.

Seleção de linhagens de Trichogramma (Hymenoptera, Trichogrammatidae) e determinação do número de parasitóides a ser liberado para o controle de Gymnandrosoma aurantianum Lima (Lepidoptera, Tortricidae)

Com o objetivo de selecionar linhagens de Trichogramma para o controle de G. aurantianum, avaliaram-se as características biológicas de 13 linhagens/espécies deste parasitóide. A partir desta seleção, determinou-se o número ideal de T. pretiosum (linhagem G18) a ser liberado por ovo de G. aurantianum em testes de telado. O teste de seleção de linhagens/espécies foi realizado em câmara climatizada regulada a 25±1ºC, UR: 70 ± 10% e fotofase de 14h. O número ideal de parasitóides foi estimado em gaiolas recobertas com tecido do tipo "voile". A duração do ciclo de vida das 13 linhagens/espécies de Trichogramma variou de 10,2 a 11,9 dias. A linhagem Atp (T. atopovirilia) apresentou maior capacidade de parasitismo, com uma média de 23,3 ovos parasitados e 77,5% de parasitismo em 24 horas, vindo a seguir a linhagem G18 (T. pretiosum) com média de 16,8 ovos parasitados e 56,1% de parasitismo no mesmo intervalo de tempo. As 13 linhagens/espécies tiveram desempenho semelhante quanto à emergência, longevidade de machos e razão sexual. O número de adultos emergidos por ovo foi de 1,8 para as linhagens G11 (T. pretiosum) e Br10 (T. bruni), as quais diferiram apenas da linhagem G3 (T. pretiosum), esta com 1,3 indivíduo/ovo. Para a longevidade de fêmeas foram encontrados valores distintos apenas entre as linhagens de T. pretiosum Tp e L2, com 6,3 e 9,3 dias, respectivamente. A proporção estimada de 36 parasitóides por ovo de G. aurantianum possibilitou a maior porcentagem de parasitismo por T. pretiosum (89%) nas condições de telado. Portanto, Trichogramma spp. apresentam potencial de controle de G. aurantianum, desde que liberados em grandes quantidades por unidade de área.