Primer Curso Teórico-Práctico de Evolución MolecularLicenciatura en Biotecnología Genómica, Fac. de Ciencias Biológicas, Universidad Autónoma de Nuevo León

                              

  

Presentación y objetivos del curso         

El objetivo es proporcionarles una sólida base de conocimientos teóricos y prácticos sobre aspectos fundamentales de bioinformática e inferencia filogenética molecular. El curso cubrirá  desde el escrutinio de bases de datos de secuencias mediante BLAST, determinación e interpretación de homología, alineamiento de múltiples secuencias, la interconversión de formatos y el ajuste de modelos de sustitución a los datos, hasta la edición e interpretación de las topologías obtenidas mediante diversos métodos de reconstrucción. 

El curso cubrirá de manera equilibrada los principios teóricos subyacentes a diversos métodos de inferencia filogenética (distancia, parsimonia, máxima verosimilitud ...), así como el aprendizaje de programas clave (casi todos de "open source" para Windows) para hacer estas inferencias, usando datos tomados de las bases de datos.

Este curso funcionará como un “taller”, con sesiones teóricas alternadas con sesiones prácticas en las que se mostrará el uso de programas de la familia BLAST, BioEdit, ClustalX, DAMBE, MEGA4, ModelTest y PAUP* entre otros. Se explorarán páginas web que ofrecen algunos de estos servicios, así como el manejo de los mismos desde instalaciones locales a través de la línea de comandos o interfaz gráfica en UNIX/Linux y Windows. Se les presentará el poder de tuberías de comandos UNIX/Linux y Perl scripts para el procesado de datos bioinformáticos y filogenéticos.


Lista de software a usar en el curso:
Al final del curso el alumno tendrá una amplia visión sobre el espectro de posibilidades que brinda la filogenética en estudios de ecología, sistemática y evolución molecular.

Desde esta página se pueden descargar artículos de revisión cuya lectura recomiendo mucho tanto como preparación para el curso como fuente complementaria de información, y además habrá un seminario de investigación en el que se presentará el uso de análisis multilocus de secuencias en contextos filogenéticos y de genética de poblaciones, aplicados a sistemática y ecología molecular de rizobios y otras bacterias.

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Calendarización y material didáctico para el Curso 

Día

Tema -  presentación  formato PDF

 Programas y datos para descargar

23 de Jun.

10-6:30

  • Tema 1:  Conceptos básicos de filogenética y Evolución Molecular
  • Tema 2: Alineamientos pareados y búsquedas de homólogos mediante 
NCBI-BLAST

NCBI-BLAST

24 de Jun.

10-6:30 

  • Tema 3: Alineamiento multiple de secuencias de DNA y proteína 
- Alineamiento múltiple de secuencias de nucleótidos y proteínas  usando ClustalX

Secs1_4GDP_prok
Secs2_6GDP_euk
Secs3_leuA-Bacillales

25 de Jun.


9-7:00

9 am:
  • Conferencia Magistral Conmemorativa del 75  Aniversario de la Facultad de Ciencias Biológicas: 
 "Origen de la Vida y Evolución Celular"
Dra. Lynn Margulis y
Dr. Antonio Lazcano"
Auditorio Central de la Biblioteca Raúl Rangel Frías

11 am:
Prácticas:


- Descarga de secuencias de NCBI usando el
  sistema ENTREZ
- Tutorial de uso de UNIX y Perl para procesado
   de datos de secuencia.
- Uso de PAUP* en un contexto de Parsimonia


  • 5:30 Seminario de Investigación: 
"Filogenómica, marcadores moleculares e historia natural de bacterias"
BioEdit
 
Tutorial de uso de PAUP* desde la línea de comandos
primate_mtDNA.nex
PAUP_blocks_MP_NJ

Guía de comandos UNIX/Linux del EMBNET

Perl scripts para principiantes:
run_clustalw_batch.pl                   
convert_aln_format_batch_bp.pl    
run_proml_batch.pl                      

26  Jun.

9:0-7:00


Prácticas:
- Exploración de datos de secuencia en un
  contexto filogenético usando DAMBE
- Uso de MEGA4PHYLIP en el análisis de matrices
   de distancia y prueba de bootstrap
DAMBE
MEGA4
PAUP_blocks_MP_NJ

Tutorial de uso de PHYLIP

Secuencias: 35R_glnII y 35R_recA (de Vinuesa et al. 2005 MPE)
5_atpD_50nt.phy
RpoB_29_cyanobacteria.faa
rpoB_29_cyanobacteria.fna

27 Jun.

9:00-2:00

Prácticas:

- Uso de PAUP* y Proml para análisis filogenético
   de secuencias de DNA y proteína bajo el criterio de
   máxima verosimilitud
Tutorial de uso de ModelTest3.7

primate_mtDNA.nex
PAUP_block_ML
Chi-Square Calculator
ModelGenerator
ModelTest
PAUP*
PHYLIP


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Seminario:

Filogenómica, marcadores moleculares e historia natural de bacterias 

Presentado por: Dr. Pablo Vinuesa - Centro de Ciencias Genómicas, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Fecha: 25 de Junio de 2008

Lugar: Sala Polivalente de la Fac. de Ciencias Biológicas 

Horario: 5:30-6:30 horas

Resumen:

La rápida acumulación de secuencias genómicas de diversos linajes bacterianos de relevancia médica, agrícola y ambiental abre la oportunidad de emplear métodos filogenómicos con el fin de identificar marcadores moleculares altamente informativos para estudios de ecología y sistemática molecular de bacterias  y arqueas. En mi grupo de trabajo hemos diseñado e implementado una tubería de análisis computacional que usa secuencias de genomas completos para identicar dichos marcadores moleculares para Rhizobiales  y otros órdenes bacterianos.

Análisis experimental de un conjunto de pares de primers de PCR y de sus amplicones correspondientes seleccionados in silico en base a 19 genomas de Rhizobiales mostró que los amplicones obtenidos experimentalmente para una diversa colección de cepas de Bradyrhizobium tienen un contenido de información filogenéica mayor que el que tienen marcadores moleculares usados en estudios anteriores. Ello valida la estrategia de selección computacional de marcadores. Estamos usando un subconjunto de dichos marcadores en estudios de historia natural de comunidades de rizobios asociados con parches conservados y degradados de selva seca caducifolia en México. Este tipo de bosques tropicales áltamente amenazado está dominado por leguminosas, tanto en términos de diversidad como de abundancia.

Abstract:

The rapid accumulation of whole genome sequences of diverse bacterial lineages of medical, agricultural and environmental relevance provides the opportunity to use phylogenomic approaches to identify highly informative molecular markers for microbial ecology and molecular systematic studies. We have designed and implemented a genome-wide computational analysis pipeline to identify such molecular markers for the Rhizobiales and other bacterial orders.

Experimental analysis of a set of the in silico-selected primer pairs and amplicons based on the fully sequenced genomes of 19 Rhizobiales showed their higher phylogenetic information content as compared to molecular markers previously used in systematic studies of this group, validating the computational selection strategy. We are using a subset of these new molecular markers for natural history studies of rhizobial communities associated with conserved and degraded patches of seasonally dry tropical forests in Mexico, a highly endangered ecosystem dominated by and rich in legume species.

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Artículos de revisión recomendados para llegar bien preparados al curso:

Libros de texto recomendados:


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Selección de artículos de Pablo Vinuesa y colaboradores que ilustran el uso de métodos filogenéticos y de genética de poblaciones en estudios de sistemática, taxonomía, ecología y evolución de bacterias pueden descargarse desde aquí


Sebastian Poggio, Cei Abreu-Goodger, Salvador Fabela, Aurora Osorio, Georges Dreyfus, Pablo Vinuesa and Laura Camarena. A complete set of flagellar genes acquired by horizontal transfer coexists with the endogenous flagellar system in Rhodobacter sphaeroides (2007).  J. Bacteriol. 189(8): 3208-3216. 

Silva, C, Vinuesa P, Eguiarte LE, Souza V, and Esperanza Martínez-Romero E (2005). Evolutionary genetics and biogeographic structure of Rhizobium gallicum sensu lato, a widely distributed bacterial symbiont of diverse legumes. Mol. Ecol. 14:4033-4050. 

Rademaker, H. J. M. Aarts and Vinues P (2005). Molecular typing of environmental isolates. Chapter 4 in Molecular Microbial Ecology. Mark Osborn and Cindy Smith (eds). 
NY, Taylor & Francis.

Vinuesa P, Silva C, Werner D, Martínez-Romero E (2005). Population genetics and phylogenetic inference in bacterial molecular systematics: the roles of migration and recombination in Bradyrhizobium species cohesion and delineation. Mol. Phylogenet. Evol. 34(1):29-54. 

Vinuesa P, Silva C, Lorite, M J, Izaguirre-Mayoral, M L, Bedmar, E J, Martínez-Romero E (2005) Molecular systematics of rhizobia based on maximum likelihood and Bayesian phylogenies inferred from rrs, atpD, recA and nifH sequences, and their use in the classification of Sesbania microsymbionts from Venezuelan wetlands. Syst. Appl. Microbiol. 28:702-716. 

Vinuesa P, León-Barrios M, Silva C, Willems A, Jarabo-Lorenzo A, Pérez-Galdona R, Werner D, Martínez-Romero E (2005). Bradyrhizobium canariense sp. Jun., an acid-tolerant endosymbiont that nodulates endemic genistoid legumes (Papilionoideae:Genisteae) from the Canary Islands, along with Bradyrhizobium japonicum bv. genistearum, Bradyrhizobium genospecies a and Bradyrhizobium genospecies b. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 55:569-575.

Vinuesa P. and C. Silva (2004).  Species delineation and biogeography of symbiotic bacteria associated with cultivated and wild legumes.  In Biological Resources and Migration. Ed. Dietrich Werner.  Springer.

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Desde aquí podrás acceder a una galería de fotos del curso



Esta página fue creada el 21 de Junio de 2008, y actualizada por última vez el 29 de Junio de 2008.

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