Análise comparativa dos procariotas aeróbicos e anaeróbicos para identificar a correlação entre a necessidade de oxigênio e os padrões de associação funcional gene-gene

As atividades dos procariotas são fundamentais na formação do ambiente, e também são muito influenciadas pelo ambiente. Com o progresso substancial no sequenciamento do genoma e metagenoma e a informação do contexto ecológico, a genómica comparativa centrada no ambiente irá complementar a genómica comparativa centrada nas espécies, iluminando como os ambientes moldaram e mantiveram as diversidades procarióticas. Neste artigo relatamos nossos estudos preliminares sobre a análise da associação de uma dupla particular de características genômicas e ecológicas de procariotas – padrões de associação funcional genético-gene versus condições de exigência de oxigênio. Primeiro estabelecemos um modelo estocástico para descrever arranjos genéticos em cromossomos, baseado no qual a associação funcional entre genes é quantificada. As medidas de associação funcional gene-gene são validadas usando ontologia do processo biológico e anotações da via do KEGG. Os testes t de Student são então realizados nos organismos aeróbicos e anaeróbicos para identificar os pares de genes que exibem diferentes padrões de associação funcional nas duas condições diferentes de exigência de oxigênio. Como é difícil projetar e conduzir experimentos biológicos para validar as relações de associação genômico-ambiente que resultaram de interações genômico-ambiente cumulativas de longo prazo, finalmente conduzimos validações computacionais para determinar se a condição de requerimento de oxigênio de um organismo é previsível com base nos padrões de associação funcional genômico-gene. O estudo relatado demonstra a existência e o significado das relações de associação entre certos padrões de associação funcional gene-gene e as condições de requerimento de oxigênio dos procariotas, bem como a eficácia da metodologia adotada para tal análise de associação.