Programação
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Coordenadores:
Prof. Dr. Wilson Araújo da Silva Júnior
Profa. Dra. Aparecida Maria Fontes
Docentes Colaboradores:
Profa. Dra. Nilce Maria Martinês Rossi
Prof. Dra. Vanessa da Silva SilveiraInício das Aulas: 26/02/2018
Fim das Aulas: 02/07/2018 -
A proposta da disciplina RCB0300-Biotecnologia III é aplicar a metodologia de Aprendizado Baseado em Projetos – ABP (do inglês – Project-Based Learning-PBL) para o desenvolvimento de competências e habilidades em Biologia Molecular e Análise Genômica. Trata-se de uma abordagem de aprendizagem ativa que visa melhorar a qualidade do ensino de Genética, Genômica, Biologia Molecular e Celular, no curso de Ciências Biomédicas da FMRP/USP.
O conteúdo programático da disciplina foi organizado com 16 horas de aulas teóricas sobre os fundamentos de biologia molecular e de análise genômica aplicado ao estudo de microbiomas. Um quarto do tempo será destinado à aquisição de conceitos estruturantes (5 horas) sobre os métodos que serão usados no desenvolvimento das atividades. Estão previstas 44 horas (+/- 70% da carga horária do curso) para atividades laboratoriais, estudo dirigido e pesquisa de campo (coleta das amostras).
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Local da aula: LMD 05
Professores: Todos os professores
Discussão do roteiro das aulas, formação de grupos e distribuição dos seminários com entrega dos artigos.
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Local da aula: LMD 05
Professor: Nilce Maria Martinês Rossi
Discutir sobre estrutura e função do genoma bacteriano. Definição e aplicação de Microbioma e Metagenômica. Sequenciamento Metagenômico vs. Sequenciamento convencional.
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28/02/18 - Quarta-feira - 8h a 10h - T03. O locus ribossomal bacteriano e sua aplicação na análise de microbiomas.
Local da aula: Departamento de Genética
Professor: Aparecida Maria Fontes
Estrutura e funçao do RNA: tipos de RNA, estrutura primária, secundária e terciária do RNA, ribossomos bacterianos, tipos de rRNA e uso do rRNA para filogenia molecular.
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Conceitos importantes: conhecer a diversidade dos procariotos, a locus ribossomal bacteriano e realizar um exercicio para desenhar o primer do locus 16S rDNA de 4 especies de bacterias
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Local da aula: Departamento de Genética
Professor: Wilson Araújo da Silva Jr
Apresentar os protocolos experimentais para o sequenciamento e análise de dados de genomas de eucariotos e procariotos.
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Conceitos importantes: diferença entre os métodos de sequenciamento de Sanger e de NGS (Next Generation Sequencing) e suas aplicações; conhecer os diferentes protocolos experimentais de NGS para análise de transcriptomas, exoma, genoma completo, epigenoma, ...; ser capar de discussar sobre os parâmetros de qualidade do DNA e RNA, como pureza e integridade; saber o conceito e como calcular a cobertura de sequenciamento de NGS.
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Local da aula: BD 1D
Professor: Vanessa da Silva Silveira
A aula versará sobre a 1) Definição de biomarcadores; 2) Apresentação dos principais métodos de detecção; 3) Discussão sobre o uso como ferramenta auxiliar ao diagnóstico; 4) Potencial uso da análise do microbioma como biomarcador.
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Local de aula: BD 1D
Professor: Aparecida Maria Fontes
Compreender a diferença entre microbiota e microbioma; compreender o que é o Projeto Microbioma Humano; o microbioma do trato gastro-intestinal; microorganismos benéficos e maléficos do microbioma intestinal para a saude humana; mecanismos epigenéticos dos microorganismos que afetam o epigenoma do hospedeiro; Perspectivas dos estudos do microbioma humano: probióticos e prebióticos.
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Local da aula: BD 1D
Professores: Aparecida Maria Fontes, Nilce Maria Martinês Rossi, Vanessa da Silva Silveira e Wilson Araújo da Silva Júnior
Prova sobre o conteúdo teório ministrado até o presente momento.
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Local da aula: Hemocentro
Professores: Aparecida Maria Fontes, Nilce Maria Martinês Rossi, Vanessa da Silva Silveira e Wilson Araújo da Silva Júnior
Discussão da logística de coleta das amostras, sequenciamento do microbioma e análise de bioinformática. Definição das áreas de coleta externas e internas do Hospital. Vídeo da coleta das amostras, e realizar um piloto da extração de DNA para analisar o microbioma.
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Regras para o uso correto do caderno de anotação das atividades laboratoriais...
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Local da aula: Hemocentro
Professores: Aparecida Maria Fontes e Wilson Araújo da Silva Júnior
Discussão de quentões que podem ser respondidas com o projeto Microbioma Hospitalar. Revisão do protocolo de extração de DNA e PCR da subunidade 16S rRNA. Realizar um piloto para treinamento de coleta e extração de DNA. A coleta será feita no Hemocentro, em 4 áreas de grande circulação de funcionários, alunos e de doadores. -
Local da aula: Hemocentro
Professores: Aparecida Maria Fontes e Wilson Araújo da Silva Júnior
1. Quantificação do DNA extraído do material coletado em 4 áreas do Hemocentro.
2. Coleta das amostras nas áreas externas e internas do Hospital e extração de DNA das amostras de cada área coletada.
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Piloto: Resultado da análise de qualidade, no Bioanalyzer, do PCR com primers para a subunidade 16S rRNA das amostras coletadas em 4 áreas de grande circulação do Hemocentro.
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Local da aula: Hemocentro
Professores: Nilce Maria Martinês Rossi e Wilson Araújo da Silva Júnior
1. Avaliação da qualidade do DNA extraído nas áreas internas e externas do HC.
2. Discussão sonre o andamento do projeto até a fase de coleta.
3. Rediscutir as perguntas levantadas por cada grupo. Elas serão incluídas nos objetivos da proposta e do paper.
4. Planejar as próximas etapas do projeto após o recesso.
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Local da aula: Hemocentro
Professores: Nilce Maria Martinês Rossi e Wilson Araújo da Silva Júnior
1. Discussão dos resultados;
2. Apresentação do seminário do Grupo 1.
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Resumo do paper para seminário do Grupo 1
Data analysis for 16S microbial profiling from different benchtop sequencing platforms Progress in microbial ecology is confounded by problems when evaluating results from different sequencing methodologies. Contrary to existing expectations, here we demonstrate that the same biological conclusion is reached using different NGS technologies when stringent sequence quality filtering and accurate clustering algo- rithms are applied.
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Local da aula: Hemocentro
Professores: Wilson Araújo da Silva Júnior e Aparecida Maria Fontes
1. Apresentação do seminário do Grupo 2;
2. Análise da qualidade da biblioteca e do sequenciamento do microbioma (referência 16S rRNA) de cada ponto coletado fora e dentro do HC.
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Aquivos com os parâmetros de qualidade do sequenciamento de cada biblioteca. Cada aquivo descreve o nome da amostra; o tamanho médio e o número de sequencias (reads) geradas para cada biblioteca; o valor médio de qualidade para cada base de cada read; etc.
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Informações dos parâmentros de qualidade de sequenciamento NGS.
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Aquivo com a avaliação global dos parâmentros de qualidade de todas as bibliotecas.
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Documentação com a descrição da análise conjunta de todas as bibliotecas.
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Resumo do paper para o seminário do Grupo 2
A Step Forward to Empower Global Microbiome Research Through Local Leadership Obtaining the full microbial potential to benefit local communities and citizens, as well as ongoing conservation efforts, is a major challenge for Brazil and other developing countries. We propose poli- cies and priorities for organizing micro- biome studies locally and worldwide, aiming for a comprehensive catalogue of microbiomes, as recently urged.
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Local da aula: Hemocentro
Professores: Aparecida Maria Fontes e Wilson Araújo da Silva Júnior
1. Apresentação do seminário do grupo 3;2. Aula de noções de Linux e de bioinformática aplicada a análise de microbioma.
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Resumo do paper para o seminário do Grupo 3
Bacterial colonization and succession in a newly opened hospital The microorganisms that inhabit hospitals may influence patient recovery and outcome, although the complexity and diversity of these bacterial communities can confound our ability to focus on potential pathogens in isolation. To develop a community-level understanding of how microorganisms colonize and move through the hospital environment, we characterized the bacterial dynamics among hospital surfaces, patients, and staff over the course of 1 year as a new hospital became operational. The bacteria in patient rooms, particularly on bedrails, consistently resembled the skin microbiota of the patient occupying the room. Bacterial communities on patients and room surfaces became increasingly similar over the course of a patient’s stay. Temporal correlations in community structure demon- strated that patients initially acquired room-associated taxa that predated their stay but that their own microbial signatures began to influence the room community structure over time. The a- and b-diversity of patient skin samples were only weakly or nonsignificantly associated with clinical factors such as chemotherapy, antibiotic usage, and surgical recovery, and no factor except for ambulatory status affected microbial similarity between the microbiotas of a patient and their room. Metagenomic analyses revealed that genes conferring antimicrobial resistance were consistently more abundant on room surfaces than on the skin of the patients inhabiting those rooms. In addition, persistent unique genotypes of Staphylococcus and Propionibacterium were identified. Dynamic Bayesian network analysis suggested that hospital staff were more likely to be a source of bacteria on the skin of patients than the reverse but that there were no universal patterns of transmission across patient rooms.
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Local da aula: Hemocentro
Professores: Vanessa da Silva Silveira e Wilson Araújo da Silva Júnior
1. Apresentação do seminário do grupo 4;
2. Continuação da aula de bioinformática aplicada a análise de microbioma;
3. Discussão do resultado da análise de MH 16S rRNA.
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Resumo do paper para o seminário do Grupo 4
Previous works have demonstrated considerable variability in hospital cleanliness in Japan, suggesting that contamination is driven by factors that are currently poorly controlled. We undertook 16S rRNA sequence analysis to study population structures of hospital environmental microbiomes to see which factor(s) impacted contamination. One hundred forty-four samples were collected from surfaces of three hospitals with distinct sizes (“A”: >500 beds, “B”: 100e500 beds, “C”: <100 beds). Sample locations of two ward types (Surgical and Internal) included patient room bed table (multiple) (4BT), patient overbed table (multiple) (4OT), patient room sink (multiple) (4S), patient room bed table (single) (SBT), patient overbed table (single) (SOT), patient room sink (single) (SS), nurse desk (ND), and nurse wagon (NW). Total DNA was extracted from each sample, and the 50 samples that yielded sufficient DNA were used for further 16S rRNA sequencing of hospital microbiome populations with cluster analysis. The number of assigned bacterial OTU populations was significantly decreased in hospital “C” compared to the other hospitals. Cluster analysis of sampling locations revealed that the population structure in almost all locations of hospital “C” and some locations in the other hospitals was very similar and unusually skewed with a family, Enterobacteriaceae. Interestingly, locations included patient area (4OT, 4BT, SBT) and nurse area (ND), with a device (NW) bridging the two and a place (4S and SS) shared between patients or visitors. We demonstrated diversity changes of hospital environmental microbiomes with a skewed population, presumably by medical staff pushing NWs or sinks shared by patients or visitors.
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Local da aula: Hemocentro
Professores: Aparecida Maria Fontes, Nilce Maria Martinês Rossi, Vanessa da Silva Silveira e Wilson Araújo da Silva Júnior
1. Reorganizar os Grupos com troca de dois membros e distribuição das atividades para redação do artigo por grupo:
Grupo 1 (Introdução)
Grupo 2 (Material e Métodos)
Grupo 3 (Resultados)
Grupo 4 (Discussão e Abstract )
2. Tutoria sobre o andamento da redação. Cada docente (A, N, A e W) ficará com um grupo para avaliar, corrigir e orientar a redação do tópico de sua responsabilidade. (das 10 as 12)
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Local da aula: Departamento de Genética - Bloco H
Professores: Aparecida Maria Fontes, Nilce Maria Martinês Rossi, Vanessa da Silva Silveira e Wilson Araújo da Silva Júnior
1. Tutoria sobre o andamento da redação. Cada docente ficará com um grupo para avaliar, corrigir e orientar a redação do tópico de sua responsabilidade.
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Local da aula: Departamento de Genética - Bloco H
Professores: Aparecida Maria Fontes, Nilce Maria Martinês Rossi, Vanessa da Silva Silveira e Wilson Araújo da Silva Júnior
1. Conclusão do artigo com apresentação dos resultados por cada grupo.
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Local da aula: Departamento de Genética - Bloco H
Professores: Aparecida Maria Fontes, Nilce Maria Martinês Rossi, Vanessa da Silva Silveira e Wilson Araújo da Silva Júnior
- Teste de avaliação sobre o conteúdo das atividades prática.
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Local da aula: Departamento de Genética - Bloco H
Professores: Aparecida Maria Fontes, Nilce Maria Martinês Rossi, Vanessa da Silva Silveira e Wilson Araújo da Silva Júnior
RECUPERAÇÃO. -
Espaço para envio das atividades definidas em sala de aula.
Atenção: o arquivo referente a cada tarefa deve conter o nome da atividade.