Análise de Expressão Gênica Diferencial (DGE) em Sequenciamento de RNA

DEGs, ou Genes Expressados ​​Diferencialmente, são genes cujos níveis de expressão apresentam diferenças significativas entre duas ou mais condições ou grupos experimentais. Na pesquisa genética e genômica, a expressão gênica se refere ao processo pelo qual a informação codificada na sequência de DNA de um gene é convertida em proteínas funcionais ou moléculas de RNA.

Ao estudar a expressão genética, os investigadores comparam frequentemente perfis de expressão genética entre diferentes amostras biológicas ou condições experimentais, tais como tecidos saudáveis ​​e doentes, células tratadas e não tratadas, ou diferentes fases de desenvolvimento. Ao analisar os níveis de expressão de milhares de genes simultaneamente, os pesquisadores podem identificar genes que são regulados positivamente (expressão mais alta) ou regulados negativamente (expressão mais baixa) em uma condição em comparação com outra.

A análise de expressão gênica diferencial é uma ferramenta fundamental para identificar genes cujos níveis de expressão diferem significativamente entre condições experimentais ou amostras biológicas. Esta análise permite-nos identificar genes que desempenham papéis fundamentais na variação fenotípica, no desenvolvimento de doenças ou na resposta a tratamentos. Com o RNA-seq, podemos capturar e quantificar a abundância de transcritos, revelando a paisagem dinâmica da expressão gênica dentro de uma célula ou tecido.

Pré-processamento de dados : Os dados brutos de RNA-seq contêm muitas informações, mas requerem etapas de pré-processamento para garantir resultados precisos e confiáveis. Isso inclui aparar sequências adaptadoras, filtrar leituras de baixa qualidade e alinhar as leituras a um genoma ou transcriptoma de referência.

Ler alinhamento e mapeamento : A próxima etapa envolve mapear as leituras processadas para um genoma ou transcriptoma de referência. Este processo de alinhamento permite determinar a origem de cada leitura, permitindo-nos associá-la a genes ou regiões genómicas específicas.

Quantificação da Expressão Gênica : Uma vez mapeadas as leituras, quantificamos o nível de expressão de cada gene. Isto pode ser conseguido contando o número de leituras que se alinham a cada gene ou estimando a abundância de transcritos usando algoritmos sofisticados.

Análise Estatística : Métodos estatísticos são empregados para identificar genes que apresentam mudanças significativas na expressão entre condições experimentais. Vários testes estatísticos, como o binomial negativo, edgeR ou DESeq2, são comumente usados ​​para avaliar a expressão gênica diferencial.

Análise funcional : Depois de identificar genes expressos diferencialmente (DEGs), nos aprofundamos em seu significado funcional. Ao submeter DEGs à análise de enriquecimento de ontologia genética, análise de vias ou anotação funcional, obtemos insights sobre os processos biológicos, funções moleculares e vias associadas às alterações observadas na expressão gênica.

Descoberta de biomarcadores de doenças : A identificação de DEGs entre tecidos saudáveis ​​e doentes revela potenciais biomarcadores diagnósticos ou prognósticos. Esses biomarcadores auxiliam na classificação de doenças, na estratificação de pacientes e no desenvolvimento de terapias direcionadas, abrindo caminho para a medicina de precisão.

Descoberta e desenvolvimento de medicamentos : A análise DGE facilita a identificação de genes que respondem a tratamentos medicamentosos específicos. Ao desvendar os mecanismos moleculares que sustentam a resposta aos medicamentos, podemos otimizar estratégias de tratamento, agilizar a descoberta de medicamentos e desenvolver terapias personalizadas adaptadas a pacientes individuais.

Biologia do Desenvolvimento : A análise DGE fornece insights críticos sobre os programas genéticos que governam vários estágios de desenvolvimento. Ao comparar padrões de expressão genética durante a embriogénese ou diferenciação de tecidos, desvendamos os eventos moleculares que moldam os organismos, avançando a nossa compreensão da biologia do desenvolvimento.

Resposta ao estresse ambiental : A análise DGE elucida como os genes respondem a estímulos ambientais, como estresse térmico, exposição química ou infecção por patógenos. Desvendar as vias moleculares subjacentes aumenta a nossa compreensão das respostas ao stress e permite o desenvolvimento de estratégias para mitigar o seu impacto.