Como o curso de Genômica e Genética Funcional de Microrganismos pode te ajudar?
O impacto dos microrganismos em diversos contextos é inegável. Com milhões de espécies ao redor do planeta, ocupando os mais diversos ambientes, os microrganismos exibem uma diversidade inigualável tanto no nível de genomas, morfologias, comportamentos ecológicos, modos de reprodução, interação com outros organismos e produção de enzimas e metabólitos secundários. Os microrganismos podem representar grandes ameaças (existem inúmeros patógenos de animais, plantas e humanos, e o surgimento de linhagens resistentes é um desafio constante), mas também podem representar um grande potencial inexplorado (inúmeras espécies são capazes de produzir enzimas e metabólitos secundários que revolucionam a saúde, a agricultura e a produção industrial).
Entender todos esses aspectos da biologia dos microrganismos, seja no sentido de explorar o potencial quanto para mitigar possíveis ameaças, é um grande desafio. Pesquisadores tem empregado diversas ferramentas nestes estudos, e o avanço das técnicas de genética funcional e genômica são fundamentais para uma melhor compreensão dos microrganismos, gerando resultados em diversos contextos. Entretanto, empregar a genética funcional e a genômica por si só já pode ser um grande desafio: sem o preparo e conhecimento adequado, erros graves podem acontecer e gerar sérios problemas e prejuízos.
Nossa proposta com o curso “Genômica e Genética Funcional de Microrganismos” é proporcionar o treinamento adequado com as melhores práticas em todas as etapas do processo, tanto na parte genômica (abordando desde a escolha e sequenciamento de indivíduos de interesse até a montagem e anotação dos genomas completos) quanto na parte de genética funcional (tratando desde a seleção dos genes candidatos até métodos de transformação genética e análises de expressão gênica). Com um conteúdo teórico e prático detalhado, tutoriais e protocolos para todas as etapas, nosso objetivo é explorar estes temas de forma descomplicada e fornecer a você autonomia para empregar a genômica e a genética funcional em seus projetos com microrganismos!
Como o curso está estruturado?
O curso conta com aulas teóricas e práticas, as quais serão realizadas por videoconferência na plataforma on-line Microsoft Teams, e posteriormente poderão ser reassistidas pelas gravações. Além disso, algumas das aulas práticas que envolvem experimentos laboratoriais serão previamente gravadas a partir de experimentos reais realizados pelos professores. Os resumos do conteúdo teórico, tutoriais e protocolos das atividades práticas serão disponibilizados em um site exclusivo para os participantes, e também por uma apostila.
Quais são as datas?
As aulas ocorrerão entre os dias 19 de Abril de 2021 e 31 de Maio de 2021, nas segundas, quintas e sextas à tarde (13:30 até 17:30). Além dos horários de aula, eventuais dúvidas sobre os conteúdos também serão resolvidas via e-mail.
Quais conteúdos serão abordados?
Módulo I - Genômica no Estudo de Microrganismos (30 horas - 19 a 30 de Abril)
Professoras: Chirlei Glienke e Desirrê Petters-Vandresen
Tópicos Teóricos
Introdução ao curso
Organização de genomas eucariotos
Genomas de fungos e suas especificidades
Metodologias de sequenciamento de genomas
Metodologias de montagem e anotação de genomas
Metodologias de genômica comparativa e estrutural
Módulo I - Genômica no Estudo de Microrganismos (30 horas - 19 a 30 de Abril)
Professoras: Chirlei Glienke e Desirrê Petters-Vandresen
Tópicos Práticos
Estudo de caso: Genômica aplicada no estudo evolutivo de interações de fungos do gênero Phyllosticta com seus hospedeiros vegetais
Noções gerais de trabalho em ambiente Linux: organização do sistema e diretórios, uso de comandos e diferentes linguagens de programação (ex: Python, Perl), criação de scripts, instalação de softwares a serem utilizados nas etapas subsequentes, e servidores on-line como alternativa à instalação
Discussão sobre critérios de escolha de linhagens sequenciadas e metodologias utilizadas (Illumina e PacBio)
Análise de dados brutos de sequenciamento de genomas e transcriptomas (Illumina e PacBio): controle de qualidade, detecção de adaptadores e contaminantes, limpeza e filtragem
Montagem de genomas (Illumina e PacBio) e estatísticas básicas de qualidade: L50, N50, tamanho, quantidade de contigs/scaffolds, cobertura, completude, contaminação
Anotação gênica com comparação entre metodologias ab initio, baseadas em RNA-seq, baseadas em transcriptoma, baseadas em proteínas e consenso entre todos os métodos, e detecção de genes ortólogos
Anotação de elementos transponíveis e sua classificação
Anotação funcional: efetores, CAZymes, clusters de genes de metabólitos secundários, localização celular
Análise dos resultados: gráficos de sintenia e organização genômica
Módulo 2: Genética Funcional de Microrganismos e suas interações
com as plantas (60 horas - 03 a 31 de Maio)
Professores: Chirlei Glienke e Alan de Oliveira Silva
Tópicos Teóricos
Genética de interações patógeno-planta
Bases moleculares do reconhecimento de patógenos por plantas
Aspectos moleculares de diferentes interações Microrganismo-planta
Metodologias para o estudo funcional de genes
Metodologias para knockout (deleção), knockdown (RNAi) e superexpressão de genes
Metodologias para o estudo de expressão de genes
Metodologias para edição de genomas (CRISPR-Cas)
Módulo 2: Genética Funcional de Microrganismos e suas interações
com as plantas (60 horas - 03 a 31 de Maio)
Professores: Chirlei Glienke, Alan de Oliveira Silva e Elvio Henrique Benatto Perino
Tópicos Práticos
Estudo de caso: Estudo de genes de patogenicidade e virulência em
espécies de Colletotrichum
Seleção de genes candidatos e métodos de transformação genética.
PCR: do desenho de primers eficientes à confirmação da amplificação por eletroforese.
Clonagem gênica: escolha e manipulação de vetores, desenho de primers, digestão, ligação e clonagem em E. coli.
Transformação genética em fungos: montagem de cassetes para deleção (knock-out), aumento (overexpression) ou redução de expressão de genes (knock-down por RNA de interferência).
Metodologia de edição de genomas (CRISPR-Cas9)
PCR quantitativo (qPCR) para avaliar a biomassa de fungos em tecidos vegetais infectados: do desenho e validação de primers, curva de calibração, desenho experimental, seleção de controles à análise dos resultados.
RT-qPCR para avaliar a expressão de genes de interesse: da extração de RNA, desenho e validação de primers, seleção de genes para normalização ao procedimento experimental e análise dos resultados.
Epidemiologia molecular de Phyllosticta citricarpa
Formação
Graduação em Ciências Biológicas - Universidade Federal do Mato Grosso do Sul (UFMS) (1991)
Mestrado em Genética - Universidade Federal do Paraná (UFPR) (1995)
Doutorado em Agronomia (Genética e Melhoramento de Plantas) - Universidade de São Paulo (ESAQL/USP) (1999)
Pós-doutorado
Pós-Doutorado no Westerdijk Fungal Biodiversity Institute em Utrecht, Holanda (2009)
Pós-Doutorado na Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg em Halle, Alemanha (2014)
Alan de Oliveira Silva é pós-doutorando na Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, em Halle, na Alemanha.
Atua principalmente nos seguintes tópicos:
Genética de Microorganismos Fitopatogênicos
Genética da Interação Fungo-Planta
Genética Funcional em Colletotrichum
Formação
Graduação em Ciências Biológicas (Licenciatura) - Universidade Federal de Sergipe (UFS) (2005)
Mestrado em Genética - Universidade Federal do Paraná (UFPR) (2014)
Doutorado em Genética - Universidade Federal do Paraná (UFPR) (2017)
Pós-doutorado
Pós-Doutorado na Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg em Halle, Alemanha (2017 - em andamento)
Desirrê Petters-Vandresen é aluna de doutorado do Programa de Pós-Graduação em Genética.
Atua principalmente nos seguintes tópicos:
Filogenia e Taxonomia Molecular
Genômica de espécies de Phyllosticta associadas a citros
Formação
Graduação em Ciências Biológicas (Bacharelado) - Universidade Federal do Paraná (UFPR) (2015);
Mestrado em Genética - Universidade Federal do Paraná (UFPR) (2018);
Doutorado em Genética em andamento na Universidade Federal do Paraná (UFPR), com período sanduíche no Max Planck Institute for Evolutionary Biology em Plön, na Alemanha (previsão de titulação: 2022)
Aulas extras
Elvio Henrique Benatto Perino é aluno de doutorado na Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg e no Leibniz Institut für Pflanzenbiochemie, em Halle, na Alemanha.
Atua principalmente nos seguintes tópicos:
Papel de suberina na defesa contra patógenos em Solanum tuberosum
Transportes em Solanum spp.
Clonagem gênica por GoldenGate
Formação
Graduação em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia - Universidade Federal do Paraná (UFPR) (2014)
Mestrado em Genética - Universidade Federal do Paraná (UFPR) (2017)
Doutorado em Genética e Bioquímica em andamento pela Martin-Luther-Universität e pelo Leibniz Institut für Pflanzenbiochemie (previsão de titulação: 2022)
Acompanhe nosso trabalho junto ao Laboratório BioGeMM!
O curso de Genômica e Genética Funcional de Microrganismos é promovido e ofertado pelo Programa de Pós-Graduação em Genética e pelo Laboratório de Bioprospecção e Genética Molecular de Microrganismos, localizado no Departamento de Genética da Universidade Federal do Paraná (UFPR, Curitiba, Brasil).
