Para Muito Além da Metagenômica

Uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu uma nova metodologia computacional que analisa o big data do microbioma humano (intestino e pele, por exemplo) e outros metagenomas (terra ou no mar, por exemplo). A nova ferramenta é capaz de examinar milhares de metagenomas e identificar o sinal evolutivo que pode prever a função de muitos genes microbianos. O método é baseado em um tipo especial de algoritmo de aprendizado de máquina e pode gerar "árvores de decisão", predizer centenas de funções genéticas diferentes ao mesmo tempo, encontrando ligações entre genes e ao mesmo tempo predizendo as funções que desenvolvem na célula microbiana.

Uma equipe internacional liderada pelo Instituto de Pesquisa de Barcelona (IRB Barcelona) gerou um algoritmo de aprendizado automático para prever funções genéticas desconhecidas de microrganismos. O sistema examina e compara o big data existentes de metagenomas de microbiomas humanos e ambientais. Essa descoberta permitiu que pesquisadores assinalassem centenas de funções genéticas que estavam além do alcance dos métodos atuais de genômica computacional.

A equipe de pesquisadores desenvolveu uma nova metodologia computacional para examinar milhares de metagenomas de uma vez e identificar o sinal evolutivo que pode prever a função de muitos genes microbianos.

Este método, que analisa o big data do microbioma humano (intestino e pele, por exemplo) e outros metagenomas (terra ou no mar, por exemplo), é baseado em um tipo especial de algoritmo de aprendizado de máquina: pode gerar "árvores de decisão",predizer centenas de funções genéticas diferentes ao mesmo tempo, encontrando ligações entre genes e ao mesmo tempo predizendo as funções que desenvolvem na célula microbiana.

Por mais surpreendente que pareça, não sabemos muito sobre as funções dos genes dos microrganismos. Essa lacuna de conhecimento pode ser considerada como "matéria escura genômica" dos microrganismos, e nem a genômica comparativa nem as técnicas atuais de laboratório conseguiram desvendá-la.

Os pesquisadores encontraram que diferentes tipos de ambientes podem prever diferentes tipos de funções genéticas. Por exemplo, metagenomas oceânicos pode ser utilizados para prever quais os genes utilizados para bactérias fotossintéticas, enquanto isso não poderia ter sido descoberto a partir de bactérias que habitam o intestino humano. Além disso, o microbioma intestinal tem sido útil para prever genes importantes para a patogênese, por certo metabolismo do álcool ou a biossíntese de certos aminoácidos, enquanto estas funções têm sido difíceis de detectar estudar microbiomas a partir do ambiente.

A descoberta mais importante que emerge desta pesquisa é que a análise de microbiomas humanos e outros dados metagenômicos, como oceano ou solo, permite aos pesquisadores mapear centenas de funções genéticas que estavam além do alcance dos atuais métodos genômicos computacionais. O estudo foi publicado no periódico Microbiome.

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