| TAZ-TFG-2016-3137 |
Análisis de redes de coexpresión génica en "Mycobacterium tuberculosis"
García Cebollada, Héctor
Moreno Vega, Yamir (dir.)
Universidad de Zaragoza,
CIEN,
2016
Departamento de Física Teórica, Área de Física Teórica
Graduado en Biotecnología
Resumen: Tuberculosis is a poverty-linked illness that can be lethal, especially in combination with HIV. In this work, we perform a Systems Biology approach to its causal agent, Mycobacterium tuberculosis, to try to unravel the regulatory mechanisms used as a response to the kinds of stress it usually finds in its intracellular niche, the endosomes. For this purpose, an already developed method for gene co-expression networks is applied to the publicly available data of high throughput transcriptome data for Mycobacterium tuberculosis under different conditions of stress, making a multilayer network, where each layer is a different type of stress. To find differences between the different kinds of stress, distance metrics between the conditions have been developed and an analysis of the whole multilayer network has been performed to find general and specific stress response genes. To be able to identify differences between two different types of stress, differential co-expression networks have been built. As there is no consensus on a method for this, we have developed a new method for thresholding and differential co-expression networks analysis that solves problems found in previous methods, especially those concerning loss of significant data and inability to identify genes with alternate regulatory mechanisms. To validate the biological relevance all methods, data enrichment has been performed with the obtained results, showing concordant results with already published data, such as the importance of oxidative phosphorilation for adaptation to stress, specific proteins for oxidative stress such as CysD, lower differences when comparing the stresses happening in the endosome between them than when comparing with a kind of stress from outside of the endosome (UV) and a direct correlation between ribosomal proteins and proteins responding to any stress. However, further validation and improvement is required for this method. La tuberculosis es una enfermedad ligada a la pobreza que causa la muerte, especialmente combinada con VIH. Aquí realizamos una aproximación de Biología de Sistemas al patógeno causal, Mycobacterium tuberculosis, para descubrir los mecanismos reguladores desencadenados como respuesta a los diferentes tipos de estrés de su nicho intracelular, los endosomas. Para ello, aplicamos un método ya desarrollado de redes de co-expresión génica sobre los datos transcriptómicos de “alto rendimiento” públicamente disponibles en Mycobacterium tuberculosis sometida a diversos tipos de estrés, generando una red multicapa, donde cada capa es un tipo diferente de estrés. Para hallar diferencias entre los diferentes estreses, se han desarrollado medidas de distancia entre las condiciones y se ha estudiado la red multicapa como un conjunto, para identificar genes de respuesta a estreses genéricos y específicos de estrés. Se han construido redes de co-expresión diferencial de genes para identificar diferencias entre dos tipos concretos de estrés. Al no haber consenso en un método para ello, hemos desarrollado un nuevo método para determinar un umbral de significancia y análisis de la red que resuelve algunos problemas de los métodos anteriores, especialmente los relacionados con la pérdida de datos significativos y con la incapacidad para detectar genes con mecanismos reguladores alternativos. Para validar la relevancia biológica de los métodos, se ha realizado enriquecimiento de datos con los resultados obtenidos, mostrando resultados acordes con la literatura publicada actual, como la importancia de la fosforilación oxidativa en la adaptación al estrés, proteínas específicas para el estrés oxidativo como CysD, menores diferencias entre los estreses fisiológicos del endosoma que al comparar uno de estos estreses con otro estrés de fuera del endosoma (UV) y una correlación directa entre los niveles de proteínas ribosomales y de respuesta a cualquier estrés. Sin embargo, es necesario mejorar y validar este método aún más.
Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado
Notas: Aporta en secretaría copia física de la memoria con los anexos. Resumen y conclusiones disponibles en inglés y español
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