O documento discute o potencial do sequenciamento de ácidos nucleicos em larga escala, conhecido como NGS, para gerar novos conhecimentos através da caracterização da variabilidade genética entre indivíduos e populações. O NGS permitiu uma explosão no número de genomas sequenciados e ampliou as possibilidades de estudos de associação genômica e diagnóstico de doenças.

1. Sequenciamento de ácidos nucleicos em larga escala como novo paradigma para geração de conhecimento Prof. Dr. Rinaldo Wellerson Pereira Programa de Pós Graduação em Ciências Genômicas e Biotecnologia

2. Contatos rinaldo.pereira@catolica.edu.br https://www.facebook.com/pages/Genética-Prof-Rinaldo-Pereira/173846522641806 http://rinaldogenetica.com https://www.facebook.com/pages/Ci%C3%AAncias-Gen%C3%B4micas-UCB-Bras%C3%ADlia/199850806721852 rinaldo_pereira rinaldo.ucb

3. Planejamento Dia 01/09/11 – Sequenciamento de Genomas Variabilidade de Sequência Variabilidade de Estrutura Diagnóstico Prognóstico História de Populações

4. Sequenciamento de GenomasPré-NGS Sequenciamento WholeGenomeShotgun Sequenciamento Clone by Clone ABI 3730 ABI 3700

5. Caenorhabditis elegans 11/12/1998 Arabidopsis thaliana 14/12/2000 Sacharomyces cerevisae 25/10/1996 Drosophila melanogaster 24/03/2000 Homo sapiens sapiens 15/02/2001 e 16/02/2001 Haemophilus influenza 28/07/1995 Pan troglodytes 01/09/2005 Mus muscullus 05/12/2002 Rattus novergicus 01/04/2005 Gallus gallus 09/12/2004 Tetraedon Nigrovirids 21/10/2004 Finalização do Genoma Humano Cannis familiaris 05/12/2005 Apis mellifera 26/10/2006 Monodelphis domestica 10/05/2007 Macaca mulatta 13/04/2007 Zea Mays 20/11/2009 Bos taurus 24/04/2009

6. O que se extrai de um genoma? A ponta do Iceberg! O início de uma longa jornada!

7. Dogma Central Variação em sequência Variação estrutural Variação química na cromatina Genômica Cromatina Edição de RNA mRNA ncRNA Transcritômica Epigenômica Proteínas Proteômica Variação Normal ou Patológica Ambiente

8. Sequenciamentos de Genomas na era NGS

11. Sequenciando Genomas para Investigar Variabilidade SNVs – Single nucleotide variants SNPs – Single nucleotide polymorphisms CNVs – Copy number variants CNPs – Copy number polymorphisms

12. Genomas Individuais http://huref.jcvi.org/ Sequenciado pelo método de Sanger

13. http://jimwatsonsequence.cshl.edu/cgi-perl/gbrowse/jwsequence/ Sequenciado com 454

15. Genomas Individuais Bentley et al. http://www.illumina.com/HumanGenome/ Wang et al. http://yh.genomics.org.cn/

16. 2001 Explosão de GenomasIndividuais 2004 2007 2008 2009 2010

18. Mais e maisGenomasIndividuais

23. NGS e Estudos de Associação

24. Published Genome-Wide Associations through 03/2011, 1,319 published GWA at p≤5x10-8 for 221 traits NHGRI GWA Catalog www.genome.gov/GWAStudies

26. Published GWA Reports, 2005 – 6/2011 951 Total Number of Publications Calendar Quarter Through 9/30/10 postings

27. Missing Heritability e o sequenciamento de genomas individuais

28. Doenças Mendelianas Doenças muito raras não tem número de famílias suficiente para estudos de ligação ou mapeamento por homozigozidade Doenças Mendelianas esporádicas por mutações de novo Heterogeinidade de loco Heterogeinidade de fenótipo

29. Exoma Estima-se que 90% das doenças mendelianas tem como causa variações em exons Exoma é o sequenciamento de todos ou quase todos exons em uma amostra O primeiro passo é separar os exons do restante do DNA Estima-se o exoma humano em 35 a 40 Mb (aproximadamente 1 % do genoma total)

30. Captura de Exons Captura de 180.000 exonscodificantes Captura de 541 exons de micro RNAs

31. Sequenciamento de Genomascomométodo de diagnóstico Exoma Genoma Total

36. Consulta em 05/07/2011 Consulta em 01/09/2011

41. Antropologia Molecular

44. Next Generation Sequencing amplia possibilidades de melhor caracterização da variação estrutural em genomas

47. NGS Câncer - Sequenciamento

48. Por hoje Fechamos!! Nos vemos amanhã!