Danio Rerio Genoma e Organismo Modelo

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Danio Rerio:
Genoma e Organismo Modelo
Bruna Araújo de Sousa
Universidade Federal do Ceará 
Departamento de Bioquimica e Biologia Molecular 
Genômica 2019.2
INTRODUÇÃO
Danio rerio
O peixe-zebra (Danio rerio) é um peixe tropical, é uma espécie ovípara, conhecido como paulistinha.
Conhecido como um organismo modelo, voltado para as pesquisas da biologia do desenvolvimento.
Comportamento de desenvolvimento facilmente observáveis e testáveis;
Apresenta grande similaridade anatômica com outros vertebrados durante seu estágio embrionário.
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Genoma completamente sequenciado;
Muitos genes têm funções semelhantes aos humanos;
Organismo Modelo
•Novos genes relacionados a aspectos de doenças cardiovasculares;
•Elucidação do desenvolvimento vascular e desordens associadas a aspectos decorrentes da formação destes tecidos a partir de linhagens celulares mesodérmicas.
•Descoberta de aspectos associados a desordem no Rim; 
•Estudos acerca da capacidade de regeneração do coração, retina, e sistema nervoso central (SNC)nesta espécie.
Zebrafish proporcionou
Peixe-zebra vêm se mostrando mais economicamente viável 
Ao contrário dos ratos, a biologia do peixe-zebra permite acesso e observação em todos os estágio de desenvolvimento 
O peixe-zebra permite imagens em tempo real das patologias em desenvolvimento;
Zebrafich X Mouse 
Niederriter, A.R., Davis, E.E., Golzio, C., Oh, E.C., Tsai, I.C., Katsanis, N. In Vivo Modeling of the Morbid Human Genome using Danio rerio. J. Vis. Exp. (78), e50338, doi:10.3791/50338 (2013).
Niederriter, A.R., Davis, E.E., Golzio, C., Oh, E.C., Tsai, I.C., Katsanis, N. In Vivo Modeling of the Morbid Human Genome using Danio rerio. J. Vis. Exp. (78), e50338, doi:10.3791/50338 (2013).
Genoma de Danio Rerio
Dados da sequência:	
Comprimento total médio (Mb): 1411.76
Contagem média de proteínas: 57100
% GC mediana: 36,6374
Fonte: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/?term=Danio+rerio 
Dados da sequência:	
Comprimento total médio (Mb): 1411.76
Contagem média de proteínas: 57100
% GC mediana: 36,6374
Fonte: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/grc/zebrafish
Assembly accessions:
 GenBank: GCA_000002035.4 
RefSeq: GCF_000002035.6
Projeto de Sequenciamento do genoma de Danio rerio pelo Instituto Wellcome Trust Sanger em 2001.
Realizado através de Whole Genome Shotgun (WGS)
Fonte: https://link.springer.com/article/10.1186/1471-2164-11-438
Fonte: Kerstin Howe et. all. Vol 496- Nature (2013) . The zebrafish reference genome sequence and its relationship to the human genome. (doi:10.1038/nature12111) 
Fonte: Kerstin Howe et. all. Vol 496- Nature (2013) . The zebrafish reference genome sequence and its relationship to the human genome. (doi:10.1038/nature12111)
Raghupathy, S.K.; et all. Trangenic Zebrafich Models for Understanting Retinitis Pigmentosa. Cloring and Transgenesis, v.2 n.2,2013 
Características do Genoma de D.rerio
71,4% de humanos-gene, média de 2,28 genes do peixe-zebra para cada gene humano;
Peixe-zebra não contém ortólogo BRCA1, mas tem o do gene BARD1 associado ao BRCA1;
Conteúdo Geral de repetições de 52,2%, o mais alto em um vertebrado;
Genoma do peixe é coberta por elemento transponíveis do tipo I. E do tipo II é excesso que cobrem cerca de 39% da sequência do genoma.
Apresenta cerca de 25 cromossomos e 22.2016 genes codificadores de proteínas
Fonte: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/bioproject/?term=PRJNA11776
Projeto de Sequenciamento do genoma mitocondrial de Danio rerio pelo Instituto Wellcome Trust Sanger em 2001.
Realizado através de Whole Genome Shotgun (WGS)
Fonte: R E ; Milam, J E ; Roe, B A. Genome research, November 2001, Vol.11(11), pp.1958-67. The complete sequence of the zebrafish (Danio rerio) mitochondrial genome and evolutionary patterns in vertebrate mitochondrial DNA Broughton, 
Fonte: R E ; Milam, J E ; Roe, B A. Genome research, November 2001, Vol.11(11), pp.1958-67. The complete sequence of the zebrafish (Danio rerio) mitochondrial genome and evolutionary patterns in vertebrate mitochondrial DNA Broughton, 
Sequência Completa mitocondrial de 16.596 nucleotídeos;
13 genes de proteínas 
2 tRNAs;
2 rRNAs
1 região de controle não codificante;
13 genes codificadores de proteínas;
Caracteristicas do Genoma Mitocondrial
Fonte: Matthew G. Butler*, James R. Iben. et all. ,V 142, 1542-1552 (2015) The Company of Biologists.SNPfisher: tools for probing genetic variation in laboratory-reared zebrafish. doi:10.1242/dev.118786
Uso da técnica GWS para identificar o número de posições de SNP;
Identificação de cerca de 5,04 milhões de SNPs por cepa em comparação com o genoma de referência Zv9.
Analise de Polimorfismos de Nucleotídeo único (SNPs)
Pesquisas com D.rerio
Fonte: S. R. Costaa., R. R. Velasquesa et all. DNA Repair 83 (2019) 102695. Characterization of different DNA repair pathways in hepatic cells of Zebrafish (Danio rerio). https://doi.org/10.1016/j.dnarep.2019.102695 
C. de S. Anselmo ett all. Comparative Biochemistry and Physiology, Part C 212 (2018) 34–46. Zebrafish (Danio rerio): A valuable tool for predicting the metabolism of xenobiotics in humans? https://doi.org/10.1016/j.cbpc.2018.06.005
Muitas enzimas do citocromo P450 humano (CYP) possuem ortólogos diretos no peixe-zebra.
Estudos focam em analisar a produção metabólica dos peixes quando expostos a agentes tóxicos;
Pesquisa: Caracterização do reparo por excisão de nucleotídeos (NER) e foto-reativação (PER) em dois modelos celulares do fígado de Danio rerio, hepatócitos e linha celular ZF-L (fígado de peixe-zebra).
Estudo Toxicológicos
Fonte: Manojit Bhattacharyaa. et aall. Gene 679 (2018) 202–211. Therapeutic applications of zebrafish (Danio rerio) miRNAs linked with human diseases: A prospective review. https://doi.org/10.1016/j.gene.2018.09.008
Alguns miRNAs selecionados atuam como biomarcadores e regulam diferentes doenças no peixe-zebra (Danio rerio).
Danio Rerio:
Genoma e Organismo Modelo
Bruna Araújo de Sousa
Universidade Federal do Ceará 
Departamento de Bioquimica e Biologia Molecular 
Genômica 2019.2
Obrigada!