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Last update: 2023/08/10

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5190-100X

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Current projects

2022 a Atual	AB INITIO: A Bioinformatics and Information technology Network for Intelligence, Technology and Innovation for Open biotechnological problems A Biotecnologia é o desenvolvimento e uso de tecnologias baseadas em processos biomoleculares visando produtos úteis para a sociedade. A Bioinformática trouxe avanços, elevando o entendimento no combate a patologias, redução e mitigação de danos ao meio ambiente, uso eficiente e limpo de fontes de energia, entre outros. Graças a avanços tecnológicos, cientistas e empresas têm acesso a enormes volumes de dados de ampla gama de organismos com potencial de uso biotecnológico. A sinergia entre a computação e a biologia é profícua, avançando a geração de conhecimento para inovação. Além disso, novas arquiteturas de redes neurais profundas têm sido úteis no desenvolvimento de técnicas inovadoras neste campo. O Programa de Pós-Graduação em Bioinformática da UFMG é o maior e mais tradicional na área no país, com tradição no desenvolvimento de ferramentas de Bioinformática para Biotecnologia. São pelo menos 26 softwares disponibilizados publicamente. Uma de nossas especialidades é a resolução de problemas através de modelos e algoritmos, gerando ferramentas. Nosso corpo docente e discente, diverso e qualificado, há duas décadas trabalha com problemas inovadores, coleta e analisa dados em larga escala, propõe soluções e implementa serviços baseados em técnicas do estado-da-arte, como inteligência artificial usando computação de alto desempenho. O mote deste projeto é levar o PPG em Bioinformática da UFMG a um novo nível no cenário da inovação. Pretendemos construir um ecossistema para o desenvolvimento de produtos e serviços gerados nas dissertações e teses. Pretendemos ainda acelerar ideias inovadoras passíveis de transferência tecnológica ou da criação de empresas. Criaremos uma trilha formativa guiando os alunos no desenvolvimento de produtos/serviços como resultado dos projetos, culminando em protótipos. Atrairemos um aglomerado de empresas para parcerias para desenvolvimento de ferramentas e desenvolvimento de dissertações/teses embasadas em encomendas tecnológicas. Integrantes: Raquel Cardoso de Melo Minardi (coordenador), José Miguel Ortega, Sabrina Azevedo Silveira, Leonardo Henrique França Lima, Diego César Batista Mariano, Aristóteles Góes Neto.
2022 a Atual	Modelos e algoritmos de inteligência artificial para o enfrentamento do SARS-CoV-2 e outros patógenos O objetivo deste projeto é desenvolver modelos e algoritmos de inteligência artificial para resolver problemas diversos e complementares no enfrentamento da COVID-19 e outras doenças relacionadas a outros patógenos emergentes. As abordagens desenvolvidas utilizarão, de forma holística, dados de sequências e estruturas e proteínas, além das interações intra e intermoleculares. Nossa atuação contemplará os dois seguintes problemas: (i) desenvolvimento de técnicas computacionais para engenharia de peptídeos com ação antiviral (ou moléculas peptidomiméticas) e (ii) rastreamento, entendimento e previsão de novas mutações que gerem novas linhagens prevalentes do patógeno. Integrantes: Raquel Cardoso de Melo Minardi (coordenador), Carlos Henrique da Silveira, Adriano Velasque Werhli, Karina dos Santos Machado, José Maurício Schneedorf da Silva, Diego César Batista Mariano, Pedro Magalhães Martins, Luana Luiza Bastos, DE LIMA, LEONARDO H. F., Adriano de Paula Sabino, Cristiano Luís Turbino de França e Silva, Frederico Chaves Carvalho, : Vitor Pimentel dos Santos, Gabriel Dutra de Oliveira.
2022 a Atual	Rede BIOINFO.com - a rede de divulgação científica em bioinformática Projetos de divulgação cientifica são catalizados pelo uso massivo de mídias sociais (blogs, redes sociais e plataformas de vídeos). No cenário em que fake news tem causado danos e preocupações, cientistas e pós-graduandos tem se posicionado nas mídias sociais almejando aproximar a ciência do público. A sociedade precisa da ciência para tomar decisões acertadas sobre diversas questões de grande relevância. A Bioinformática envolve a computação e a biologia, principalmente. Tem aplicação e impacto na biotecnologia, biomedicina, farmácia, medicina humana e veterinária, agronomia, e outras. Foi essencial no entendimento do SARS-CoV-2 a nível molecular e epidemiológico. O público normalmente desconhece a interação entre as ciências exatas e biológicas na resolução dos mais diversos problemas. Estudantes do ensino médio sequer vislumbram a possibilidade de seguir carreira que entrelace essas duas áreas. A missão do projeto é agregar iniciativas de comunicação da ciência complementares para divulgar a bioinformática e seus impactos econômicos e sociais. Propõe-se a criação de uma rede agregando 3 projetos, reconhecidos nacionalmente. Visamos o aprimoramento através do trabalho colaborativo, do compartilhamento de recursos e conhecimento na rede e a incubação de novos projetos. Os são: OnlineBioinfo, de ciência em vídeo com público aproximado de 10.000 inscritos; Revista Brasileira de Bioinformática, com 20 artigos de divulgação científica publicados e público de 11.000 leitores/ano e o curso anual organizado pelos discentes do PPG em Bioinformática/UFMG. Nas edições presenciais foram cerca de 600 participantes e, na edição online, 2.727. O suporte da FAPEMIG é essencial para o estabelecimento da rede e aprimoramento dos projetos e fomento a iniciativas de divulgação da ciência, tecnologia e inovação. A rede surgiu no PPG em Bioinformática/UFMG e tem o apoio da Associação Brasileira de Bioinformática e Biologia Computacional (AB3C), que confere visibilidade nacional. Integrantes: Raquel Cardoso de Melo Minardi (coordenador), Diego César Batista Mariano, Aristóteles Góes Neto, Luana Luiza Bastos, Rodrigo Bentes Kato, Gabriel Quintanilha-Peixoto, HERON OLIVEIRA HILÁRIO, PEDRO GONTIJO CARNEIRO, ALINE MENDES DA ROCHA, Wanessa Moreira Goes, Izabela Mamede Costa Andrade da Conceição, Wylerson Guimarães Nogueira, Juan Carlos Ariute Oliveira, Mariana Vieira Dias, Lucas Gabriel Rodrigues Gomes.
2022 a Atual	Q-BaBEL: Química quântica e computacional, BioinformÁtica e BiotEcnoLogia interdisciplinares em saúde, agronegócio e energia: Novos Inibidores para a Ricina e Novas beta-Glicosidases para o Bioetanol. O Brasil tem na biotecnologia um amplo potencial para alavancar sua competitividade, devido à sua enorme biodiversidade. Este potencial encontra particular nicho no setor produtivo brasileiro do agronegócio e da indústria de biocombustíveis. Estas áreas se sobrepõem na produção do óleo da mamona para biodiesel e fins industriais, bem como na produção do bioetanol a partir de bagaço lignocelulósico (etanol de segunda geração ou 2G). Contudo, ambos os setores apresentam entraves para seu crescimento desimpedido em viabilidade econômica e sustentabilidade. O agronegócio da mamona tem na ricina, uma enzima do pericarpo interno da semente e com toxicidade 10 vezes maior que a do veneno de cascavel, um forte atenuante, dados os riscos de acidentes e seu potencial no bioterrorismo. Já as enzimas que controlam o passo limitante na fase de sacarificação para o etanol 2G, as beta-Glicosidases, tendem a serem fortemente inibidas pelos monossacarídeos produzidos (inibindo assim, todo o processo) e desnaturadas pelas condições extremas necessárias nos biorreatores. Assim, a busca racional por novas moléculas e métodos que possam inibir ou de alguma forma desativar a toxicidade da ricina, bem como da engenharia das #61538;-glicosidases de forma a otimizá-las para a produção de etanol 2G, se tornam metas de imediato impacto para a biotecnologia e setor produtivo brasileiros. Esta proposta, reúne uma rede de especialistas computacionais e experimentais que já vêm trabalhando em sinergia nesses dois tópicos há mais de 7 anos, a rede BaBEL (http://babel.dcc.ufmg.br/). Pretende-se o uso sinérgico de química teórica, bioinformática e métodos experimentais in vitro e in situ na predição, prospecção e validação de novos inibidores da ricina e de novos mutantes de #61538;-Glicosidases que permitam a melhor sanação nos entraves técnicos do agronegócio da mamona e da produção de etanol 2G. Estas metas têm impacto iminente para a química/bioquímica teórica aplicada e para o setor produtivo brasileiro.. Integrantes: ROCHA, GERD (coordenador), Raquel Cardoso de Melo Minardi, Carlos Henrique da Silveira, Sabrina Azevedo Silveira, Demetrius Antonio Machado de Araújo, Luis Fernando Fernandes Marins, Leonardo Henrique França Lima, José Maurício Schneedorf da Silva, MACHADO, KARINA, WERHLI, ADRIANO.

Current applied research projects

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Recent publications

Articles in journals

Propedia v2.3: A novel representation approach for the peptide-protein interaction database using graph-based structural signatures
2023. Frontiers in Bioinformatics.
Elucidating the molecular mechanisms of essential oils' insecticidal action using a novel cheminformatics protocol
2023. Scientific Reports.
Editorial: Bioinformatics in the age of data science: algorithms, methods, and tools applied from Omics to structural data
2023. Frontiers in Bioinformatics.
E-Volve: understanding the impact of mutations in SARS-CoV-2 variants spike protein on antibodies and ACE2 affinity through patterns of chemical interactions at protein interfaces
2022. PeerJ.
Computational prediction of potential inhibitors for SARS-COV-2 main protease based on machine learning, docking, MM-PBSA calculations, and metadynamics
2022. PLoS One.
How are computers being used to improve renewable biofuel production?
2022. Frontiers for young minds.
GRaSP-web: a machine learning strategy to predict binding sites based on residue neighborhood graphs
2022. NUCLEIC ACIDS RESEARCH.
OnlineBioinfo: Leveraging the Teaching of Programming Skills to Life Science Students Through Learning Analytics
2022. Frontiers in Education.
Protein structural bioinformatics: An overview
2022. COMPUTERS IN BIOLOGY AND MEDICINE.
Prioritizing Virtual Screening with Interpretable Interaction Fingerprints
2022. Journal of Chemical Information and Modeling.
Thermostabilizing mechanisms of canonical single amino acid substitutions at a GH1 β-glucosidase probed by multiple MD and computational approaches
2022. PROTEINS-STRUCTURE FUNCTION AND BIOINFORMATICS.
Machine learning models exploring characteristic single-nucleotide signatures in yellow fever virus
2022. PLoS One.
Editorial: Original strategies for training and educational initiatives in bioinformatics
2022. Frontiers In Education.
Propedia: a database for protein-peptide identification based on a hybrid clustering algorithm
2021. BMC BIOINFORMATICS.
VTR: A Web Tool for Identifying Analogous Contacts on Protein Structures and Their Complexes
2021. Frontiers in Bioinformatics.
From in-person to the online world: insights into organizing events in Bioinformatics
2021. Frontiers in Bioinformatics.
Expandindo as paredes da sala de aula aprendizados com o ensino a distância e ensino remoto emergencial
2021. Revista da Universidade Federal de Minas Gerais.
visGReMLIN: graph mining-based detection and visualization of conserved motifs at 3D protein-ligand interface at the atomic level
2020. BMC BIOINFORMATICS.
Glutantβase: a database for improving the rational design of glucose-tolerant β-glucosidases
2020. BMC Molecular and Cell Biology.
Conformational flexibility correlates with glucose tolerance for point mutations in β-glucosidases - A computational study
2020. JOURNAL OF BIOMOLECULAR STRUCTURE & DYNAMICS.
Proteus: An algorithm for proposing stabilizing mutation pairs based on interactions observed in known protein 3D structures
2020. BMC BIOINFORMATICS.
GRaSP: a graph-based residue neighborhood strategy to predict binding sites
2020. BIOINFORMATICS.
Proteingo: Motivation, user experience, and learning of molecular interactions in biological complexes
2019. ENTERTAINMENT COMPUTING.
A Computational Method to Propose Mutations in Enzymes Based on Structural Signature Variation (SSV)
2019. INTERNATIONAL JOURNAL OF MOLECULAR SCIENCES.
Introducing Programming Skills for Life Science Students
2019. BIOCHEMISTRY AND MOLECULAR BIOLOGY EDUCATION.
Molecular Dynamics Gives New Insights into the Glucose Tolerance and Inhibition Mechanisms on β-Glucosidases
2019. MOLECULES.
nAPOLI: a graph-based strategy to detect and visualize conserved protein-ligand interactions in large-scale
2019. IEEE-ACM Transactions on Computational Biology and Bioinformatics.
Isofunctional Protein Subfamily Detection Using Data Integration and Spectral Clustering
2016. PLOS COMPUTATIONAL BIOLOGY (ONLINE).
Revealing the hidden functional diversity of an enzyme family
2013. Nature Chemical Biology.
Enterotypes of the human gut microbiome
2011. Nature (London).
A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing
2010. Nature (London).
Identification of subfamily-specific sites based on active sites modeling and clustering
2010. Bioinformatics (Oxford. Print).

Papers in conferences

Peptide-protein interface classification using convolutional neural networks
2023. Brazilian Symposium on Bioinformatics.
Identifying large scale conformational changes in proteins through distance maps and convolutional networks
2022. 15th Brazilian Symposium on Bioinformatics.
GRaSP: a graph-based residue neighborhood strategy to predict binding sites
2020. 19th European Conference on Computational Biology.
PryMeVis: Uma ferramenta para Modelagem de Design de Privacidade
2020. XIII Simpósio Brasileiro de Sistemas Colaborativos.
A brief history of Bioinformatics told by data visualization
2020. Brazilian Symposium on Bioinformatics.
Protein structural signatures revisited: geometric linearity of main chains are more relevant to classification performance than packing of residues
2019. 7th International Work-Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering.

Extended abstracts in conferences

Visualização de grandes redes em ambiente web
2015. IV Brazilian Workshop on Social Network Analysis and Mining.
Uma estratégia out-of-core de agrupamento eficiente sem medida de similaridade
2011. Simpósio Brasileiro de Bancos de Dados (SBBD).
A tool to support users´ assessment of the quality of wikipedia articles
2011. ACM/IEEE Joint Conference on Digital Libraries.
Using structural signatures for identifying globins: the intra-subunit electrostatics interactions
2003. II Brazilian Workshop on Bioinformatics.

Abstracts in conferences

Computational methodology for discovery of potential inhibitory peptides
2022. Brazilian Symposium on Bioinformatics (BSB).
Uma investigação sobre as técnicas de visualização de informação quantitativas e qualitativas
2014. XIII Simpósio Brasileiro Sobre Fatores Humanos em Sistemas Computacionais.
Combining traditional and high-density visualizations in a dashboard to network health monitoring
2012. IEEE Visual Analytics Science and Technology.
3-keto-5-aminohexanoate cleavage enzyme: a common fold for an uncommon reaction
2010. EMBO Conference Series: Catalytic mechanisms by biological systems: Catalytic mechanisms by biological systems at the interface between chemistry and biology.
Measuring protein structure similarity using the Levenshtein distance
2008. BIOMAT.

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Current students

MS

Vivian Morais Paixão. A definir. Início: 2022. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)
Eduardo Utsch Madureira Moreira. A definir. Início: 2022. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)
Lucas Moraes dos Santos. Redes convolucionais na identificação de alterações sutis em mapas de distâncias de conformações de dinâmica. Início: 2022. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)

PhD

Marcos José Andrade Viana. A definir. Início: 2022. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)
Ana Paula de Abreu. Algoritmos para desenho racional e otimização de compostos peptidomimeticos para inibição de potenciais alvos do sars-cov-2. Início: 2020. Universidade Federal de Minas Gerais (Co orientador)
Frederico Chaves Carvalho. Algoritmos de aprendizagem de máquina aplicados à problemas de biologia estrutura computacional. Início: 2020. Universidade Federal de Minas Gerais (Orientador principal)

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