- -

Integration of multi-omics data to describe link between developmental exposure to pesticides and impaired neurodevelopment

RiuNet: Institutional repository of the Polithecnic University of Valencia

Share/Send to

Cited by

Statistics

Integration of multi-omics data to describe link between developmental exposure to pesticides and impaired neurodevelopment

Show simple item record

Files in this item

dc.contributor.advisor Tarazona Campos, Sonia es_ES
dc.contributor.advisor Conesa Cegarra, Ana es_ES
dc.contributor.advisor Felipo Orts, Vicente es_ES
dc.contributor.author Bernabeu Gómez, Elena es_ES
dc.date.accessioned 2016-07-28T16:01:43Z
dc.date.available 2016-07-28T16:01:43Z
dc.date.created 2016-07-08
dc.date.issued 2016-07-28 es_ES
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10251/68399
dc.description.abstract [EN] In recent years the omics disciplines have made their way across a wider spectrum of research groups, thus leading to the generation of multi-omics data sets in a great number of studies. While traditional omics studies only focused on a single biological level, the multi-omics approach has the potential of studying systems in further detail. However, along with this great potential comes the challenge of integrating and analyzing data far more complex in nature than that of a single omic discipline. One of such multi-omics data integration challenges is exemplified by the EU-funded DENAMIC project, which investigated neurotoxic effects of low-concentration mixtures of pesticides and a number of common environmental pollutants in children using a Rattus norvegicus animal model. To meet this feat, several omics platforms were employed using brain tissue samples from rats treated with the aforementioned pollutants: proteomics, metabolomics and transcriptomics (RNAseq and miRNA-seq). Clinical data in the form of learning tests was obtained prior to brain tissue sample extraction as well. This project aimed to develop a strategy for the integration of multi-omics and clinical data for the DENAMIC experimental set up by means of creating multi-omic models regarding the neural response to toxic compounds, as well as to confirm previous conclusions of the DENAMIC project and to obtain new information about the global effect of pesticide developmental exposure at both molecular and physiological levels from a multi-omic point of view. The strategy presented here tackles the different challenges of integrative analysis: First, the preprocessing of multi-omic data and the treatment of missing values; second, the establishment of potential associations between mRNAs, miRNAs, proteins and metabolites, while trying to filter out spurious associations to increase the mapping specificity; third, the visualization of these associations by mapping onto KEGG pathways, which allows the identification and study of relevant pathways and components for the various omics studied as well as their interactions; and finally, the association of molecular changes to phenotypic changes, as represented by the clinical data. The results obtained could potentially help locate markers of neurotoxicity and explain the molecular basis of impaired neurodevelopment. es_ES
dc.description.abstract [ES] En los últimos años las ciencias ómicas se han hecho hueco en un espectro cada vez más amplio de grupos de investigación, lo que ha resultado en la generación de datos multiómicos en un gran número de estudios. Mientras que los estudios ómicos tradicionales se centraban en un único nivel biológico, el enfoque multi-ómico permite estudiar los sistemas en mucho más detalle. No obstante, este gran potencial viene acompañado del reto de interpretar y analizar datos de naturaleza más compleja que los de una única ómica. Un estudio que ejemplifica el reto de la integración multi-ómica es el proyecto Europeo DENAMIC, que investigó los efectos neurotóxicos de mezclas de pesticidas a bajas concentraciones y de contaminantes ambientales comunes en niños, utilizando como modelo animal Rattus norvegicus. Para ello, se emplearon distintas plataformas ómicas utilizando muestras cerebrales de ratas tratadas con los pesticidas mencionados anteriormente: proteómica, metabolómica y transcriptómica (tanto RNA-seq como miRNA-seq). Además, se obtuvieron datos clínicos mediante tests de aprendizaje realizados con anterioridad al sacrificio de las ratas y extracción de tejido cerebral. Este proyecto pretende desarrollar una estrategia de integración de datos multi-ómicos y clínicos para el diseño experimental del proyecto DENAMIC mediante la creación de modelos multi-ómicos relacionados con la respuesta neuronal a compuestos tóxicos, así como confirmar conclusiones extraídas en previas etapas del proyecto DENAMIC y obtener nueva información acerca del efecto global de la exposición a pesticidas durante el desarrollo a niveles tanto moleculares como fisiológicos desde un punto de vista multi-ómico. La estrategia que presentamos aborda los retos de los análisis de integración: en primer lugar, el pre-procesado de los datos multi-ómicos y el tratamiento de los valores faltantes. En segundo lugar, el establecimiento de asociaciones potenciales entre mRNAs, miRNAs, proteínas y metabolitos, tratando de filtrar asociaciones falsas. En tercer lugar, la visualización de dichas asociaciones en rutas biológicas de KEGG, permitiendo la identificación y el estudio de rutas y componentes relevantes para las distintas ómicas así como su interacción. Finalmente, la asociación de los cambios moleculares con los cambios en el fenotipo representados por los datos clínicos. Los resultados obtenidos podrían servir para la identificación de marcadores de neurotoxicidad y para explicar las bases moleculares en un neurodesarrollo deficiente. es_ES
dc.description.abstract [CA] En els últims anys, les ciències òmiques s'han fet lloc en un espectre cada vegada més ampli de grups d'investigació, la qual cosa ha donat com a resultat la generació de dades multiòmiques en un gran nombre d'estudis. Mentres que els estudis òmics tradicionals se centraven en un únic nivell biològic, l'enfocament multiòmic permet estudiar els sistemes amb molt més detall. No obstant això, aquest gran potencial ve acompanyat del repte d'interpretar i analitzar dades de naturalesa més complexa que els d'una única òmica. Un estudi que exemplifica el repte de la integració multiòmica és el projecte Europeu DENAMIC, que va investigar els efectes neurotòxics de mescles de pesticides a baixes concentracions i de contaminants ambientals comuns en xiquets, utilitzant com a model animal Rattus norvegicus. Per a això, es van fer servir distintes plataformes òmiques emprant mostres cerebrals de rates tractades amb els pesticides mencionats anteriorment: proteòmica, metabolòmica i transcriptòmica (tant RNA-seq com miRNA-seq) . A més, es van obtenir dades clíniques per mitjà de tests d'aprenentatge realitzats amb anterioritat al sacrifici de les rates i extracció de teixit cerebral. Aquest projecte pretén desenvolupar una estratègia d'integració de dades multiòmiques i clíniques per al disseny experimental del projecte DENAMIC per mitjà de la creació de models multiòmics relacionats amb la resposta neuronal a compostos tòxics, així com confirmar conclusions extretes en etapes prèvies del projecte DENAMIC i obtenir informació nova sobre l'efecte global de l'exposició a pesticides durant el desenvolupament, tant a nivells moleculars com fisiològics, des d'un punt de vista multiòmic. L'estratègia que presentem consisteix a abordar els reptes de les anàlisis d’integració. En primer lloc, el preprocessat de les dades multiòmiques i el tractament dels valors faltants. En segon lloc, l'establiment d'associacions potencials entre mRNAs, miRNAs, proteïnes i metabòlits, tractant de filtrar associacions falses. En tercer lloc, la visualització de les dites associacions en rutes biològiques de KEGG, permetent la identificació i l'estudi de rutes i components rellevants per a les distintes òmiques, així com la seua interacció. Finalment, l'associació dels canvis moleculars amb els canvis en el fenotip representats per les dades clíniques. Els resultats obtinguts podrien servir per a la identificació de marcadors de neurotoxicitat i per a explicar les bases moleculars en un neurodesenvolupament deficient. es_ES
dc.format.extent 128 es_ES
dc.language Inglés es_ES
dc.publisher Universitat Politècnica de València es_ES
dc.rights Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada (by-nc-nd) es_ES
dc.subject Multi-omic data integration es_ES
dc.subject Multivariate statistics es_ES
dc.subject Transcriptomics es_ES
dc.subject Proteomics es_ES
dc.subject Metabolomics es_ES
dc.subject Bioinformatics es_ES
dc.subject Neurobiology es_ES
dc.subject Pesticide exposure es_ES
dc.subject Integración de datos multi-ómicos es_ES
dc.subject Estadística multivariante es_ES
dc.subject Transcriptómica es_ES
dc.subject Proteómica es_ES
dc.subject Metabolómica es_ES
dc.subject Bioinformática es_ES
dc.subject Neurobiología es_ES
dc.subject Exposición a pesticidas es_ES
dc.subject Inflamación neuronal; secuenciación masiva es_ES
dc.subject MiRNA-seq es_ES
dc.subject RNA-seq es_ES
dc.subject Integració de dades multi-òmiques es_ES
dc.subject Estadística multivariant es_ES
dc.subject Transcriptòmica es_ES
dc.subject Proteòmica es_ES
dc.subject Metabolòmica es_ES
dc.subject Bioinformàtica es_ES
dc.subject Neurobiologia es_ES
dc.subject Exposició a pesticides es_ES
dc.subject.classification ESTADISTICA E INVESTIGACION OPERATIVA es_ES
dc.subject.other Grado en Biotecnología-Grau en Biotecnologia es_ES
dc.title Integration of multi-omics data to describe link between developmental exposure to pesticides and impaired neurodevelopment es_ES
dc.type Proyecto/Trabajo fin de carrera/grado es_ES
dc.rights.accessRights Abierto es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural - Escola Tècnica Superior d'Enginyeria Agronòmica i del Medi Natural es_ES
dc.contributor.affiliation Universitat Politècnica de València. Departamento de Estadística e Investigación Operativa Aplicadas y Calidad - Departament d'Estadística i Investigació Operativa Aplicades i Qualitat es_ES
dc.description.bibliographicCitation Bernabeu Gómez, E. (2016). Integration of multi-omics data to describe link between developmental exposure to pesticides and impaired neurodevelopment. http://hdl.handle.net/10251/68399. es_ES
dc.description.accrualMethod TFGM es_ES
dc.relation.pasarela TFGM\40507 es_ES


This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record