.
Uma equipe de pesquisa liderada por cientistas da Universidade da Califórnia, em Riverside, desenvolveu um fluxo de trabalho computacional para analisar grandes conjuntos de dados no campo da metabolômica, o estudo de pequenas moléculas encontradas em células, biofluidos, tecidos e ecossistemas inteiros.
Mais recentemente, a equipe aplicou essa nova ferramenta computacional para analisar poluentes na água do mar no sul da Califórnia. A equipe capturou rapidamente os perfis químicos de ambientes costeiros e destacou potenciais fontes de poluição.
“Estamos interessados em entender como tais poluentes são introduzidos no ecossistema”, disse Daniel Petras, professor assistente de bioquímica na UC Riverside, que liderou a equipe de pesquisa. “Descobrir quais moléculas no oceano são importantes para a saúde ambiental não é simples devido à grande diversidade química do oceano. O protocolo que desenvolvemos acelera muito esse processo. Uma classificação mais eficiente dos dados significa que podemos entender os problemas relacionados à poluição do oceano mais rapidamente.”
Petras e seus colegas relatam na revista Protocolos da Natureza que seu protocolo é projetado não apenas para pesquisadores experientes, mas também para propósitos educacionais, tornando-o um recurso ideal para estudantes e cientistas em início de carreira. Este fluxo de trabalho computacional é acompanhado por um aplicativo web acessível com uma interface gráfica de usuário que torna a análise de dados metabolômicos acessível para não especialistas e permite que eles obtenham insights estatísticos sobre seus dados em minutos.
“Esta ferramenta é acessível a uma ampla gama de pesquisadores, de iniciantes absolutos a especialistas, e é adaptada para uso em conjunto com o software de rede molecular que meu grupo está desenvolvendo”, disse o coautor Mingxun Wang, professor assistente de ciência da computação e engenharia na UCR. “Para iniciantes, as diretrizes e o código que fornecemos facilitam a compreensão de etapas comuns de processamento e análise de dados. Para especialistas, ele acelera a análise de dados reproduzíveis, permitindo que compartilhem seus fluxos de trabalho e resultados de análise de dados estatísticos.”
Petras explicou que o artigo de pesquisa é único, servindo como um grande recurso educacional organizado por meio de um grupo de pesquisa virtual chamado Virtual Multiomics Lab, ou VMOL. Com mais de 50 cientistas participando de todo o mundo, o VMOL é uma comunidade de acesso aberto e orientada pela comunidade. Ele visa simplificar e democratizar o processo de análise química, tornando-o acessível a pesquisadores em todo o mundo, independentemente de sua formação ou recursos.
“Estou incrivelmente orgulhoso de ver como esse projeto evoluiu para algo impactante, envolvendo especialistas e estudantes do mundo todo”, disse Abzer Pakkir Shah, um estudante de doutorado no grupo de Petras e o primeiro autor do artigo. “Ao remover barreiras físicas e econômicas, o VMOL fornece treinamento em espectrometria de massa computacional e ciência de dados e visa lançar projetos de pesquisa virtual como uma nova forma de ciência colaborativa.”
Todo o software desenvolvido pela equipe é gratuito e disponível publicamente. O desenvolvimento do software foi iniciado durante uma escola de verão para metabolômica não direcionada em 2022 na Universidade de Tübingen, onde a equipe também lançou o VMOL.
Petras espera que o protocolo seja especialmente útil para pesquisadores ambientais, bem como para cientistas que trabalham na área biomédica e pesquisadores que realizam estudos clínicos em ciência do microbioma.
“A versatilidade do nosso protocolo se estende a uma ampla gama de campos e tipos de amostras, incluindo química combinatória, análise de dopagem e contaminação por traços de alimentos, produtos farmacêuticos e outros produtos industriais”, disse ele.
Petras recebeu seu mestrado em biotecnologia pela University of Applied Science Darmstadt e seu doutorado em bioquímica pela Technical University Berlin. Ele fez pesquisa de pós-doutorado na UC San Diego, onde se concentrou no desenvolvimento de métodos de metabolômica ambiental em larga escala. Em 2021, ele lançou o Functional Metabolomics Lab na University of Tübingen. Em janeiro de 2024, ele se juntou à UCR, onde seu laboratório se concentra no desenvolvimento e aplicação de métodos baseados em espectrometria de massa para visualizar e avaliar a troca química dentro de comunidades microbianas.
.
