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Análise de metagenomas
com MEGAN
IV Curso de Bioinformática FCAV/UNESP
Lucas Amoroso Lopes de Carvalho
Graduado em Ciências Biológicas – UNESP/FCAV
Mestrando – PPG Microbiologia Agropecuária
Lab. Bioinformática (Dep. Tecnologia)
Análise metagenômica
Análise metagenômica
QUEM ESTÁ LÁ?
O QUE ESTÁ FAZENDO?
(OU PODE FAZER - DNA)
Análise metagenômica
COMO COMPARAR?
Análise metagenômica
Análise metagenômica
O que é o MEGAN?
Daniel H. Huson
Criador do MEGAN
• Um programa de interface gráfica
• Analisa reads curtas e longas alinhadas pelo alinhador DIAMOND
• Um “canivete suíço” das analises metagenômicas.
• Taxonômicas, Funcionais, Gráficas, Agrupamento
Curiosidade
• Primeira publicação de microbioma utilizando NGS (2006)
• Fóssil de mamute
• ~ 300k reads, 95 bp – Algumas semanas no BLASTX
• Protótipo do MEGAN
O que é o DIAMOND?
Double Index AlignMent Of Next-Gen Data
• Um alinhador...
BANCO DE DADOS
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SUAS READS
Desafio: Reduzir tempo de processamento!
• Metagenômica - Resistencia antimicrobiana:
• ~ 800mi reads
• Inicialmente: Comparar contra o db NCBI-nr
• BLASTX = 30 anos no servidor
• Benjamin Buchfink desenvolve o algoritmo do DIAMOND para
substituir o BLASTX
• Absurdamente mais rápido
• Diferenças: Indexação dupla e seeds maiores
DIAMOND
Indexação única (BLASTX)
Indexação dupla (DIAMOND)
• Das reads aos resultados com 2 programas!
• Ou quase isso...
QUALIDADE, ADAPTADORES,
JUNÇÃO DE PARES..
VÁRIOS PROGRAMAS
COMPARAR NUCLEOTÍDEOS
CONTRA UM BANCO DE DADOS
DIAMOND
CLASSIFICAÇÃO TAXONOMICA E
FUNCIONAL, ANÁLISES GRÁFICAS,
CLUSTERIZAÇÃO DE AMOSTRAS..
MEGAN6
Protocolo MEGAN
Protocolo metagenomas (WGS) de reads curtas
06/07/2019
Link: https://link.springer.com/protocol/10.1007%2F978-1-4939-9074-0_19
• Rápido
• Visual
• Windows (em partes)
• Completo
• Suporte
• Customização
• Computacionalmente
custoso (> 8gb RAM)
• Sensibilidade
• Sinal filogenético
• Sub-aproveitamento
dos dados
PRÁTICA – PROTOCOLO MEGAN
bit.ly/bioinfo-megan
MEGAN 6
• Após abrir a Interface Gráfica do MEGAN, o primeiro passo consiste em abrir os arquivos .DAA
“meganizados”
MEGAN 6
• Configurações de entrada:
MEGAN 6
• Principais componentes da interface gráfica:
MEGAN 6 – QUEM ESTÁ LÁ?
• Classificação taxonômica
• Análise funcional
MEGAN 6 – O QUE (PODE ESTAR) FAZENDO?
MEGAN 6 – Como comparar?
• Sample viewer – define atributos da amostra e
possibilita comparativos VISUAIS.
Bibliografia recomendada:
• Paper PEAR: https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btt593
• Paper DIAMOND: https://www.nature.com/articles/nmeth.3176
• Protocolo MEGAN (2017): http://link.springer.com/10.1007/978-3-319-61510-3_4
• Protocolo MEGAN (2019): https://link.springer.com/protocol/10.1007%2F978-1-4939-
9074-0_19
Análise de Metagenomas com MEGAN

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Análise de Metagenomas com MEGAN

  • 1. Análise de metagenomas com MEGAN IV Curso de Bioinformática FCAV/UNESP Lucas Amoroso Lopes de Carvalho Graduado em Ciências Biológicas – UNESP/FCAV Mestrando – PPG Microbiologia Agropecuária Lab. Bioinformática (Dep. Tecnologia)
  • 3. Análise metagenômica QUEM ESTÁ LÁ? O QUE ESTÁ FAZENDO? (OU PODE FAZER - DNA)
  • 7. O que é o MEGAN? Daniel H. Huson Criador do MEGAN • Um programa de interface gráfica • Analisa reads curtas e longas alinhadas pelo alinhador DIAMOND • Um “canivete suíço” das analises metagenômicas. • Taxonômicas, Funcionais, Gráficas, Agrupamento Curiosidade • Primeira publicação de microbioma utilizando NGS (2006) • Fóssil de mamute • ~ 300k reads, 95 bp – Algumas semanas no BLASTX • Protótipo do MEGAN
  • 8. O que é o DIAMOND? Double Index AlignMent Of Next-Gen Data • Um alinhador... BANCO DE DADOS EX. NCBI nr PROTEIN DB SUAS READS Desafio: Reduzir tempo de processamento!
  • 9. • Metagenômica - Resistencia antimicrobiana: • ~ 800mi reads • Inicialmente: Comparar contra o db NCBI-nr • BLASTX = 30 anos no servidor • Benjamin Buchfink desenvolve o algoritmo do DIAMOND para substituir o BLASTX • Absurdamente mais rápido • Diferenças: Indexação dupla e seeds maiores DIAMOND
  • 11.
  • 12. • Das reads aos resultados com 2 programas! • Ou quase isso... QUALIDADE, ADAPTADORES, JUNÇÃO DE PARES.. VÁRIOS PROGRAMAS COMPARAR NUCLEOTÍDEOS CONTRA UM BANCO DE DADOS DIAMOND CLASSIFICAÇÃO TAXONOMICA E FUNCIONAL, ANÁLISES GRÁFICAS, CLUSTERIZAÇÃO DE AMOSTRAS.. MEGAN6 Protocolo MEGAN
  • 13. Protocolo metagenomas (WGS) de reads curtas
  • 15. • Rápido • Visual • Windows (em partes) • Completo • Suporte • Customização • Computacionalmente custoso (> 8gb RAM) • Sensibilidade • Sinal filogenético • Sub-aproveitamento dos dados
  • 16.
  • 17. PRÁTICA – PROTOCOLO MEGAN bit.ly/bioinfo-megan
  • 18. MEGAN 6 • Após abrir a Interface Gráfica do MEGAN, o primeiro passo consiste em abrir os arquivos .DAA “meganizados”
  • 20. MEGAN 6 • Principais componentes da interface gráfica:
  • 21. MEGAN 6 – QUEM ESTÁ LÁ? • Classificação taxonômica
  • 22. • Análise funcional MEGAN 6 – O QUE (PODE ESTAR) FAZENDO?
  • 23. MEGAN 6 – Como comparar? • Sample viewer – define atributos da amostra e possibilita comparativos VISUAIS.
  • 24. Bibliografia recomendada: • Paper PEAR: https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btt593 • Paper DIAMOND: https://www.nature.com/articles/nmeth.3176 • Protocolo MEGAN (2017): http://link.springer.com/10.1007/978-3-319-61510-3_4 • Protocolo MEGAN (2019): https://link.springer.com/protocol/10.1007%2F978-1-4939- 9074-0_19