Visão geral
Os navegadores de genoma são ferramentas de visualização especializadas que exibem sequências genômicas juntamente com anotações alinhadas e dados experimentais. Eles organizam informações ao longo de coordenadas cromossômicas, apresentando múltiplas trilhas de dados em um layout empilhável e rolável. Os usuários podem ampliar a visualização do cromossomo inteiro até nucleotídeos individuais, inspecionar modelos genéticos com estruturas éxon-íntron e sobrepor sinais experimentais, como cobertura de leitura de experimentos de sequenciamento. Os navegadores de genoma baseados na web e em desktop são amplamente utilizados em pesquisa e genômica clínica.
Conceitos-chave
Rastreamentos de dados são a unidade organizacional fundamental. Cada faixa representa um tipo de dados distinto – anotações genéticas, elementos repetidos, pontuações de conservação de sequência, picos de ChIP-seq ou cobertura de RNA-seq. Sistemas de coordenadas usam genomas de referência específicos de montagem (por exemplo, GRCh38 para humanos) para garantir um posicionamento consistente. Zoom semântico altera o nível de detalhe exibido à medida que o usuário percorre os níveis de escala: com zoom baixo, apenas as bandas cromossômicas aparecem; com zoom máximo, bases individuais tornam-se visíveis. Os navegadores populares incluem o UCSC Genome Browser, Ensembl, IGV (Integrative Genomics Viewer) e JBrowse.
Aplicativos
Os navegadores de genoma são indispensáveis para interpretar experimentos de sequenciamento. Os pesquisadores os usam para examinar variantes chamadas de projetos de [sequenciamento de DNA] (/pt-br/guides/dna-sequencing.html), visualizar junções de emenda e níveis de expressão em dados de [sequenciamento de próxima geração] (/pt-br/guides/next-generation-sequencing.html) e sobrepor trilhas ChIP-seq e ATAC-seq para estudar [regulação genética e epigenética] (/pt-br/guides/gene-regulation-and-epigenetics.html). No diagnóstico clínico, os navegadores do genoma ajudam a validar variantes patogênicas candidatas, revelando seu contexto genômico e conservação.
Protocolo Prático
Para visualizar os picos do ChIP-seq no UCSC Genome Browser, comece em genoma.ucsc.edu. Selecione a montagem humana (por exemplo, GRCh38/hg38) no menu suspenso e insira um nome de gene ou coordenada genômica (por exemplo, chr1:10.000.000-12.000.000) na barra de pesquisa. O navegador exibe a sequência de referência com anotações genéticas de RefSeq e GENCODE, elementos repetidos de RepeatMasker e pontuações de conservação do alinhamento Multiz de 100 vertebrados. Para carregar dados ChIP-seq personalizados como uma faixa, clique em “Meus Dados” > “Faixas Personalizadas” e cole os dados no formato BED ou BigWig (por exemplo, um arquivo de chamadas de pico do MACS2). A trilha personalizada aparece como uma nova linha que pode ser clicada para obter informações detalhadas. Para IGV (Integrative Genomics Viewer), baixe o aplicativo de desktop em igv.org e carregue um genoma de referência via Genomes > Load Genome from Server. Use Arquivo > Carregar do arquivo ou URL para carregar arquivos de alinhamento BAM, trilhas de cobertura BigWig ou arquivos de variante VCF. Para um exemplo prático, um pesquisador estudando o regulador transcricional MYC iria: (1) baixar os picos MYC ChIP-seq do ENCODE como um arquivo BED, (2) carregá-los no IGV junto com dados de cobertura de RNA-seq da mesma linha celular, (3) navegar para um gene alvo MYC conhecido como NCL, e (4) observar um pico MYC acentuado no promotor coincidindo com alta densidade de leitura de RNA-seq - confirmando que a ligação de MYC se correlaciona com ativo transcrição. A capacidade de ampliar a resolução de um único nucleotídeo revela o motivo de ligação exato no cume do pico, ligando o sinal ChIP-seq à regulação em nível de sequência.
