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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.87.2019.tde-05042019-144443
Document
Author
Full name
Tiago Antonio de Souza
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2018
Supervisor
Committee
Menck, Carlos Frederico Martins (President)
Dias Neto, Emmanuel
Galante, Pedro Alexandre Favoretto
Reis, Eduardo Moraes Rego
Sogayar, Mari Cleide
Title in Portuguese
Análise das alterações genéticas em exomas de camundongos
Keywords in Portuguese
Bioinformática
Camundongos
Mutações Induzidas
Mutagênese
Sequenciamento genético
Abstract in Portuguese
Camundongos são modelos valiosos para o entendimento dos processos e mecanismos moleculares e fisiológicos em mamíferos. A maioria do nosso conhecimento sobre esses processos e mecanismos vem de experimentos realizados com camundongos de linhagens isogênicas. Essas linhagens, criadas normalmente por sucessivos cruzamentos irmão-irmã, surgiram no início do século XX visando reduzir a interferência da variabilidade genética, aumentando a reprodutibilidade dos experimentos. Caracterizar o background genético das linhagens isogênicas permite não só traçar possíveis relações de parentesco entre linhagens, mas também permite o controle genético oriundo de possíveis contaminações e mutações espontâneas que possam surgir na população. Além das linhagens isogênicas, os camundongos mutantes também são importantes como modelos para o estudo de doenças humanas. O uso desses modelos murinos permite a elucidação e associação de fatores genéticos a manifestações fenotípicas diversas, como síndromes hereditárias e predisposições a doenças. Esses mutantes podem ser gerados por uma abordagem de varredura de mutagênese pelo agente mutagênico ENU, que inclui a caracterização de fenótipos interessantes e a busca pelas mutações causativas induzidas. O presente trabalho teve como objetivo utilizar o sequenciamento completo de exomas para caracterizar o background genético das linhagens isogênicas C57BL/6ICBI e BALB/cICBI, mantidas há quase 20 anos no Brasil e distribuídas pelo ICB-USP a pesquisadores de todo país. O trabalho também usou o sequenciamento de nova geração (NGS) para a busca das mutações causadores de fenótipo em um grupo de sete mutantes induzidos por ENU oriundos de uma varredura prévia. Através da aplicação de uma estratégia de análise de dados e filtragem de mutações foi possível encontrar mutações candidatas com alto potencial de impacto para todos os mutantes avaliados, validadas por sequenciamento Sanger. Os genes afetados pelas mutações encontradas indicam que os mutantes possam se tornar interessantes modelos para o estudo de doenças neuromusculares e neurológicas. A avaliação do exoma das linhagens C57BL/6ICBI e BALB/cICBI descartou a possibilidade de contaminação das colônias com outras linhagens, e revelou similaridades relacionadas com o parentesco das sublinhagens brasileiras em relação a linhagens gold-standard. As informações obtidas serão uma fonte importante de informação no planejamento e análise dos resultados obtidos com o uso tanto dos mutantes quanto com as linhagens fornecidas pelo Biotério do Departamento de Imunologia ao ICB a instituições de todo o Brasil.
Title in English
Analysis of genetic alterations in mice exomes.
Keywords in English
Bioinformatics
DNA Sequencing
Induced mutations
Mice
Mutagenesis
Abstract in English
Mice are valuable models for the comprehension of molecular processes and underlying physiological mechanisms in mammals. Most of the knowledge about those processes came from experiments with isogenic mice. Those strains, arose in the 1900s by successive inbreeding, are very important as they reduce genetic variability across the experiments increasing reproducibility. Isogenic lineages are kept as isolated colonies in animal facilities and supplied to researchers, as they needed. Thus, is possible to trace relationships among strains all over the world using the characterization of their genetic backgrounds. It is also possible to detect putative contaminations and spontaneous mutations which can arise in the populations. Mutant mice are also important tools as human disease models, allowing associations between genetic factors and phenotypes. Those mutants could be generated in forward genetics approaches by screenings using mutagens as ENU. The aims of this work were to characterize the genetic background of two mouse strains used at ICB-USP C57BL/6ICBI and BALB/cICBI and to find causative mutations of seven mutants generated by a previous ENU-mutagenesis screening. We used whole-exome sequencing followed by resequencing data-analysis approaches to detect SNVs for both isogenic strains and mutants. Exome evaluation of isogenic strains C57BL/6ICBI and BALB/cICBI did not reveal any evidence for cross-contamination and provided insightful details related to other strains and substrains. A specific filtering strategy was applied to select candidates for phenotypecausative mutations in the seven ENU-induced mutants. We are able to select candidates for all mutants at a high global Sanger validation rate when considering only the main candidates for each mutant. Considering affected genes and phenotypes all mutants have potential to become interesting mouse models for human diseases. Taken together, our results are a reliable and confident source of genetic information for experimental analysis for researchers who use isogenic strains provided by animal facility at ICB-USP and research groups interested in further characterization of mutant study neuromuscular, neuronal or development processes using mice as animal models.
 
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Release Date
2021-04-04
Publishing Date
2019-07-04
 
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