Bioinformàtica i computació - BIOCOM

Referència del grup:

GIUV2023-571

 
Descripció de l'activitat investigadora:
L'objectiu del grup és el desenvolupament i l'aplicació de mètodes matemàtics a l'anàlisi de grans volums de dades d'interès biològic, incloent-hi dades de genòmica, metagenòmica, transcriptòmica, xarxes d'interacció, i en general qualsevol tipus que pel seu volum i complexitat requerisca l'ús de tècniques informàtiques d'alt rendiment. El grup compta amb una àmplia experiència en aquest tipus d'estudis, entre els quals destaquem l'anàlisi de l'impacte del microbioma humà en la salut de l'hoste i la seua evolució temporal i el descobriment i caracterització de virus en plasma humà. El grup ha desenvolupat diverses eines per a la classificació taxonòmica, l'anàlisi estadístic de la variabilitat temporal i la modelització de l'evolució del sistema complex. També s'han fet contribucions rellevants en el camp de la genòmica en salut, com ara eines per a la visualització dels llocs d'inserció de virus en el genoma humà i les implicacions en la teràpia gènica o la caracterització de les vies metabòliques amb dades de proteòmica. La genòmica microbiana unicel·lular (GCIM) representa una metodologia innovadora per a estudiar la diversitat microbiana i la simbiosi entre microbis. El nostre...L'objectiu del grup és el desenvolupament i l'aplicació de mètodes matemàtics a l'anàlisi de grans volums de dades d'interès biològic, incloent-hi dades de genòmica, metagenòmica, transcriptòmica, xarxes d'interacció, i en general qualsevol tipus que pel seu volum i complexitat requerisca l'ús de tècniques informàtiques d'alt rendiment. El grup compta amb una àmplia experiència en aquest tipus d'estudis, entre els quals destaquem l'anàlisi de l'impacte del microbioma humà en la salut de l'hoste i la seua evolució temporal i el descobriment i caracterització de virus en plasma humà. El grup ha desenvolupat diverses eines per a la classificació taxonòmica, l'anàlisi estadístic de la variabilitat temporal i la modelització de l'evolució del sistema complex. També s'han fet contribucions rellevants en el camp de la genòmica en salut, com ara eines per a la visualització dels llocs d'inserció de virus en el genoma humà i les implicacions en la teràpia gènica o la caracterització de les vies metabòliques amb dades de proteòmica. La genòmica microbiana unicel·lular (GCIM) representa una metodologia innovadora per a estudiar la diversitat microbiana i la simbiosi entre microbis. El nostre grup també està treballant en aquesta línia de recerca, que ens permet obtenir genomes de microbis amb característiques del nostre interès, o detectar relacions entre microbis que es troben dins o adherits entre si. Podem descobrir nous llinatges taxonòmics i noves relacions simbiòtiques entre microbis. Normalment, el flux de treball de la genòmica de cèl·lules unicel·lulars microbianes comença amb la classificació de cèl·lules activades per fluorescència (FACS) per a recollir les cèl·lules bacterianes d'interès, en funció del seu tamany cel·lular, la granularitat interna o la fluorescència adquirida per sondes específiques, que s'analitza mitjançant l'instrument FACS a una velocitat de diversos milers de cèl·lules per segon. Les cèl·lules es col·loquen per separat en plaques de 96 o 384 pous i l'ADN s'extrau mitjançant lisis alcalina. A continuació, s'aplica una barreja de reactius per a enriquir l'ADN mitjançant l'amplificació del genoma complet. Els femtogrames d'ADN d'una cèl·lula s'amplifiquen a les quantitats requerides pels kits de preparació de genoteques de seqüenciació estàndard. Els continguts de cada cèl·lula individual se seqüencien per separat, donant lloc als anomenats genomes individuals amplificats ("single-amplified genomes SAGs"). El nostre grup domina una àmplia varietat de tècniques genòmiques. Per exemple, sovint combinem el flux de treball de la genòmica de cèl·lules individuals microbianes amb la metagenòmica, que ens proporciona informació sobre la composició de la comunitat microbiana i les característiques genòmiques dels genomes muntats del metagenoma obtinguts mitjançant el "binning" dels còntigs (genomes muntats del metagenoma MAGs). Si les mostres contenen moltes cèl·lules dels hostes, com ara teixits animals o humans, avaluem la composició microbiana mitjançant la seqüenciació d'amplicons d'ADN ribosòmic 16S. A més, per a verificar les nostres observacions basades en seqüències, sovint utilitzem tècniques de cultiu tradicionals. El nostre grup investiga microbis que són importants en biomedicina, biorremediació, indústria farmacèutica, etc. Per exemple, ens interessa explorar infeccions virals en cèl·lules bacterianes de diferents ecosistemes. Els bacteriòfags tenen un enorme potencial per a influir indirectament en la salut humana, mitjançant la modificació de la composició bacteriana del microbioma humà. Els nostres plans són aplicar aquestes tecnologies per a predir les interaccions entre bacteriòfags i bacteris després d'un trasplantament de microbiota fecal (FMT), en què els bacteriòfags d'un voluntari sa s'apliquen a un pacient que pateix una malaltia gastrointestinal.
[Llegir més][Ocultar]
 
Pàgina Web:
 
Objectius cientificotècnics:
  • Analisis de datos bioinformaticos.
  • Aplicacion de tecnicas de maching learning para crear modelos que caractericen sistemas biologicos.
  • Analisis con single-cell viral tagging
  • Descubrir nuevos linajes taxonomicos y nuevas relaciones simbioticas entre microbios
  • Investigar que microbios pueden tener importancia en biomedicina, biorremedacion e industria farmaceutica.
 
Línies d'investigació:
  • Bioinformàtica i computació.Treballem amb dades metagenòmiques, genòmiques, xarxes d'interacció i, en general, apliquem mètodes matemàtics amb ordinadors d'alt rendiment per a l'anàlisi de grans volums de dades. El grup té experiència en estudis sobre l'impacte del microbioma humà en la salut humana.
 
Components del grup:
Nom Caràcter de la participació Entitat Descripció
VICENTE ARNAU LLOMBARTDirector-aUniversitat de ValènciaTitular d'Universitat
Equip d'investigació
WLADIMIRO DIAZ VILLANUEVACol·laborador-aUniversitat de ValènciaTitular d'Universitat
CELESTE ROSA MOYA VALERACol·laborador-aEntitat no especificadainvestigador-a
 
CNAE:
  • Actividades de programación informática.
  • Investigación y desarrollo experimental en biotecnología.
  • Actividades de investigación.
 
Paraules clau:
  • Bioinformática; aprendizaje automático; computación científica; Microbiología