Seminário Geral: Busca de padrões nas mutações do DNA: assinaturas do câncer

Desde a caracterização do DNA como uma dupla hélice pelos físicos Watson e Crick em 1953 (através da análise do trabalho de Franklin), o impacto da pesquisa de DNA em nossas vidas diárias expandiu-se enormemente. Atualmente, existe uma enorme demanda por físicos / matemáticos / cientistas da computação para interpretar as diferenças biológicas encontradas no genoma humano, com um interesse evidente em sua associação com doenças.

O câncer se revelou ser uma doença genética. Um genoma do câncer contém a atividade mutagênica histórica que ocorreu durante o desenvolvimento de um tumor. Embora as mutações drivers tenham sido o foco principal da pesquisa do câncer por um longo tempo, as mutações passengers, as impressões deixadas por danos no DNA e os processos de reparo do DNA que estiveram ativos durante a tumorigênese – também são biologicamente informativos. Por exemplo, diferentes mecanismos causadores do dano no DNA, como fumar ou exposição a raios UV, deixam padrões distintos no DNA. Técnicas de aprendizado de máquina, em particular a non-negative matrix factorisation e clustering, permitem a identificação desses padrões, chamados de mutational signatures.

Neste seminário, apresentarei ferramentas computacionais para obter mutational signatures, bem como seu papel para aprofundar nossa compreensão sobre a evolução do tumor e seu potencial para orientar o tratamento. Também apresentarei meu trabalho recente na exploração de mutational signatures em câncer metastático e descreverei brevemente a tentativa atual do meu grupo de pesquisa em validar experimentalmente esses padrões obtidos matematicamente.