Flujo de trabajo para el ensamblaje, anotación y comparación de genomas de bacteriófagos

RESUMEN: El complejo de especies Ralstonia solanacearum (RSSC) es el causante de una grave enfermedad de plantas denominada marchitez bacteriana, la cual afecta una gran variedad de cultivos de importancia económica. Las estrategias actuales para el control de este patógeno son limitadas y poco efic...

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Autores:
Gómez Orozco, Luis G.
Ruiz Escobar, Johnnatan
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2021
Institución:
Universidad de Antioquia
Repositorio:
Repositorio UdeA
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/40612
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/10495/40612
Palabra clave:
Ralstonia solanacearum
Tipificación de bacteriófagos
Genómica comparativa
comparative genomics
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Bacteriófagos
bacteriophages
http://aims.fao.org/aos/agrovoc/c_769
Marchitez (patología vegetal)
Fagoterapia
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description RESUMEN: El complejo de especies Ralstonia solanacearum (RSSC) es el causante de una grave enfermedad de plantas denominada marchitez bacteriana, la cual afecta una gran variedad de cultivos de importancia económica. Las estrategias actuales para el control de este patógeno son limitadas y poco eficientes, haciendo necesario la búsqueda de nuevas alternativas. Los bacteriófagos, virus que parasitan bacterias, tienen un enorme potencial para el control de este patógeno, y en los últimos años se han aislado y caracterizado “fagos” como una posible herramienta de biocontrol de R. solanacearum. La caracterización genómica de los bacteriófagos es un prerrequisito fundamental para su posterior implementación en procesos de fagoterapia, y por ende es importante desarrollar protocolos de procesamiento y análisis de datos que permitan procesar las secuencias de una manera ágil y rigurosa. En este trabajo se presenta un flujo de trabajo bioinformático basado en el uso de plataformas web y programas de libre acceso para el procesamiento y análisis de secuencias producto del secuenciamiento de genomas, con la ventaja de que puede ser utilizado por personas sin experiencia en programación. Este flujo de trabajo permite realizar el pre-procesamiento, ensamblaje y anotación de genomas, así como la ejecución de análisis de genómica comparativa, mediante el uso de las mejores herramientas disponibles para cada proceso. Para probar su funcionalidad, se ejecutaron todos los pasos con el genoma del fago de R. solanacearum NJ-P3, obteniendo un adecuado ensamblaje, así como una anotación exitosa. Para el análisis de sintenia se incluyeron también los fagos de R. solanacearum DU_RP_II y RpY1, los cuales resultaron ser genómicamente similares a NJ-P3, con algunas variaciones en la organización del genoma. Este flujo de trabajo es una alternativa rápida y rigurosa para el análisis de datos de genomas bacteriófagos, y es un aporte desde la bioinformática para potenciar el uso de la fagoterapia para el control de patógenos bacterianos en cultivos de importancia económica.
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La caracterización genómica de los bacteriófagos es un prerrequisito fundamental para su posterior implementación en procesos de fagoterapia, y por ende es importante desarrollar protocolos de procesamiento y análisis de datos que permitan procesar las secuencias de una manera ágil y rigurosa. En este trabajo se presenta un flujo de trabajo bioinformático basado en el uso de plataformas web y programas de libre acceso para el procesamiento y análisis de secuencias producto del secuenciamiento de genomas, con la ventaja de que puede ser utilizado por personas sin experiencia en programación. Este flujo de trabajo permite realizar el pre-procesamiento, ensamblaje y anotación de genomas, así como la ejecución de análisis de genómica comparativa, mediante el uso de las mejores herramientas disponibles para cada proceso. 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Bacteriophages, viruses that parasitize bacteria, have enormous potential for the control of this pathogen, and in recent years "phages" have been isolated and characterized as a possible biocontrol tool for R. solanacearum. The genomic characterization of bacteriophages is a fundamental prerequisite for their subsequent implementation in phage therapy processes, and therefore it is important to develop data processing and analysis protocols that allow processing the sequences in an agile and rigorous manner. This work presents a bioinformatics workflow based on the use of web platforms and freely available programs for the processing and analysis of sequences resulting from genome sequencing, with the advantage that it can be used by people without programming experience. This workflow allows the pre-processing, assembly and annotation of genomes, as well as the execution of comparative genomics analysis, using the best tools available for each process. To test its functionality, all steps were executed with the genome of the R. solanacearum NJ-P3 phage, obtaining an adequate assembly, as well as a successful annotation. For synteny analysis, the R. solanacearum phage DU_RP_II and RpY1 were also included, which turned out to be genomically similar to NJ-P3, with some variations in genome organization. This workflow is a fast and rigorous alternative for the analysis of bacteriophage genome data, and is a contribution from bioinformatics to enhance the use of phage therapy for the control of bacterial pathogens in economically important crops.PregradoBiólogo49application/pdfspaUniversidad de AntioquiaAndes, ColombiaFacultad de Ciencias Exactas y Naturales. 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