Disciplina Curricular

Microbiomas e Metagenómica MMeta

Diploma de Estudos Avançados em Biotecnologia e Biociências - DEABiotec2006

Contextos

Grupo: DEABiotec2006 > 3º Ciclo > Unidades Curriculares Estruturantes

Período:

Peso

6.0 (para cálculo da média)

Objectivos

Esta UC tem por objetivo dotar o aluno de conhecimentos avançados sobre o funcionamento e aplicações dos microbiomas através da análise metagenómica e do uso apropriado de ferramentas bioinformáticas. Conhecimentos previamente adquiridos sobre a fisiologia e genómica de organismos cultiváveis serão aqui estendidos num contexto “multi-espécies” para o entendimento da função, diversidade e metabolismo dos microbiomas em ambientes naturais ou fabricados, e suas potenciais aplicações como fontes de novos materiais e biomoléculas, com ênfase ao metabolismo da vasta maioria de microrganismos até então não cultivados em laboratório. A UC conta com uma componente teórico-prática que visa treinar o aluno nas novas técnicas bionformáticas de metagenómica comparativa, bioprospecção de genes codificadores de novos antibióticos em microbiomas complexos, e detecção e análise da comunidade viral (“viromas”) presente nos microbiomas. Além da utilização de plataformas públicas dedicadas à análise comparativa do perfil taxonómico e funcional de metagenomas/microbiomas distintos, os alunos serão estimulados a fazer uso de elementos das linguagens “bash” e “R” na resolução de tarefas relacionadas ao processamento e gestão de dados de sequenciação em massa. A aprendizagem técnica prevista nesta componente será aplicada à análise de dados metagenómicos de diversos modelos de estudo, com ênfase no microbioma humano, das plantas e dos animais (em hospedeiros saudáveis e doentes), e às suas aplicações na saúde pública, indústria alimentar e conservação/regeneração dos ecossistemas.

Programa

1. O que são os microbiomas. A realidade da maioria de microrganismos não cultiváveis. 2. A metagenómica moderna. Análise independente de cultivo da diversidade, função e potencial biotecnológico de microbiomas. “Culturomics”: alternativas modernas ao cultivo tradicional de microrganismos. 3. A genómica de organismos não cultiváveis e de células singulares. Determinação de identidade e função microbiana em comunidades complexas. 4. A biosfera rara procariota e a matéria escura microbiana. O que são e para quê servem? O potencial biotecnológico da biosfera rara. 5. Interacções nos microbiomas. Competição, predação eucariota e fágica, sintrofia, “quorum-sensing” e comunicação química. A socio-microbiologia. 6. Simbioses e a interacção microbioma-hospedeiro. Nutrição, defesa química, remoção de rejeitos metabólicos. Transmissão vertical e horizontal de simbiontes e sua relevância em medicina, agricultura e aquacultura. 7. Microbiomas-modelo e suas aplicações. O microbioma humano e a saúde, o microbioma de invertebrados marinhos e os novos fármacos, o microbioma das plantas e os futuros agro-ecossistemas, o microbioma dos peixes e a patogénese em aquacultura, o microbioma dos solos e sedimentos e seu papel na ciclagem dos nutrientes e manutenção do clima. 8. As últimas fronteiras. Terapia microbiana e manipulação de microbiomas; os microbiomas sintéticos e biotecnologia; viromas e a regulação dos microbiomas. 9. Projeto de análise de dados metagenómicos.

Metodologia de avaliação

- A nota final resulta da apresentação de seminário e (40% da nota final) e relatório (40% da nota final) sobre um pequeno projeto de investigação a ser conduzido, com acompanhamento dos responsáveis pela UC, ao longo do semestre, e da apresentação de três relatórios curtos sobre resultados obtidos em aulas teórico-práticas (20% da nota final). - A aprovação depende de nota superior a 10 valores em todas as componentes.

Disciplinas Execução

2020/2021 - 2º Semestre

2019/2020 - 2º Semestre