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Biologia Sistêmica de Microorganismos
Nosso grupo de pesquisa tem como objetivo entender e modelar as interações moleculares que definem os microorganismos, buscando compreendê-los de forma global. Para isso, utilizamos a abordagem da Biologia Sistêmica (Systems Biology): a partir da obtenção de dados experimentais em larga-escala (genoma, transcriptoma, proteoma, etc) utilizamos ferramentas de bioinformática para analisar e integrar dados experimentais, levando a formulação de um modelo capaz de descrever e prever o comportamento da célula. A integração e exploração dos dados leva a formulação de hipóteses que serão testadas experimentalmente – validando ou refutando o modelo proposto, de forma iterativa. Para que este ciclo iterativo seja realizado, é necessária a colaboração interdisciplinar entre a Biologia, Computação e Matemática.

Para entender um organismo como um todo, estamos utilizando o microorganismo Halobacterium salinarum NRC-1 como modelo. Este procarioto unicelular vive em condições extremas de salinidade, possui um genoma compacto, e é facilmente cultivado e manipulado em laboratório. Este extremófilo possui características interessantes para aplicações biotecnológicas, estudos em astrobiologia e vem se tornando um organismo modelo no domínio Archaea no contexto da Biologia Sistêmica, culminando na elaboração de um modelo para a rede de regulação gênica global.

Apesar da alta capacidade descritiva e preditiva do modelo proposto, este ainda não contempla detalhes sobre os mecanismos moleculares. Nosso grupo pretende trabalhar na inserção de detalhes sobre mecanismos nos modelos globais de regulação gênica, sendo necessário vencer desafios experimentais e de bioinformática. Atualmente, estamos trabalhando na caracterização de RNAs não-codificantes de H. salinarum e sua influência na regulação gênica. Espera-se que a inserção de detalhes sobre mecanismos moleculares em modelos globais de regulação gênica impulsione os esforços em Biologia Sintética para engenherar sistemas biológicos.