A sequenciação de genomas representa uma oportunidade única para responder a questões da biologia que cativam o interesse dos cientistas há muitos anos e que permanecem um mistério devido a limitações técnicas e falta de informação sobre a estrutura primária dos genomas. Por exemplo, a decifração das leis gerais que governam a tradução do mRNA pelo ribossoma, em particular a elevada fidelidade de 10-4 a 10-5 erros por codão descodificado e a manutenção da grelha de leitura durante a descodificação do mRNA, são questões complexas que requerem metodologias globais e ferramentas bioinformáticas e biomatemáticas capazes de atacar a imensa complexidade da estrutura, evolução e funcionamento dos genomas.
No sentido de contribuir para elucidar estas questões, o nosso grupo desenvolveu software e metodologias biomatemáticas que permitem obter informação global sobre o mecanismo de leitura do mRNA pelo ribossoma. O software monitoriza e lê genomas completos ou parcialmente sequenciados e determina o arranjo de cada codão em relação aos outros, fixando os codões do local-P e memorizando, simultaneamente, os codões do local A e E do ribossoma, durante cada ciclo de translocação. Ao fazê-lo, constroi um mapa genómico de contexto dos codões permitindo a identificação de sequencias no mRNA cujo erro de leitura é superior à média de 10-4 a 10-5, e, também, de potenciais pontos de regulação da expressão génica.
Neste projecto, as várias ferramentas informáticas já desenvolvidas serão integradas num pacote de software único que permita importar, pesquisar e editar sequências de DNA a partir de bases de dados públicas. Novas ferramentas informáticas para visualização da informação e metodologias matemáticas para determinação das leis que governam a tradução do mRNA e para reconstrução de genomas com base no contexto dos codões serão desenvolvidas. Finalmente, será construída uma página na Internet para disponibilizar toda a informação obtida. Estes estudos in silico serão, também, validados por estudos in vitro e in vivo.
Para tal, foi criado um grupo multidisciplinar que inclui dois Matemáticos, três Engenheiros Informáticos, um Físico e um Biólogo Molecular. Espera-se que este projecto contribua significativamente para o avanço do conhecimento sobre evolução e funcionamento do genoma e desempenhe um papel importante no desenvolvimento deste novo domínio científico em Portugal.