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From gene to function: using new technologies for solving old problems.
No full textRecent advances in DNA sequencing have changed the field of genomics as well as that of proteomics making it possible to generate gigabases of genome and transcriptome sequence data at substantially lower cost than it was possible just ten years ago. In recent years, many high-throughput technologies have been developed to interrogate various aspects of cellular processes, including sequence and structural variation and the transcriptome, epigenome, proteome and interactome.
These Next Generation Sequencing (NGS) experimental technologies are more mature and accessible than the computational tools available
for individual researchers to move, store, analyse and present data in a user-friendly and reproducible fashion. My research work is placed in this scenario and focuses on the analysis of data produced by NGS technologies as well as on the development of new tools aimed at solving the different problems that arise during NGS data analysis. In order to achieve this aim, my group and I have dealt with several open biomedical problems in collaboration with different research groups of the Sapienza University. Some of these experiments have already given interesting results but mostly have represented the occasion and starting point for the development of new tools able to improve some crucial steps of the analyses, solve problems derived by the system complexity and make the results easier to understand for the researchers. Some examples are IsomirT, a tool for the small RNA-Seq analysis and isomiR identification, Phagotto, a tool for analysing deep sequencing data derived from phage-displayed libraries and FIDEA, a web server for the functional interpretation of differential expression analysis. Recent reports have demonstrated that individual microRNAs can be heterogeneous in length and/or sequence producing multiple mature variants that have been dubbed isomiRs. IsomirT is a useful tool to improve and
simplify the search for isomiRs starting directly from the results of a miRNA-sequencing experiment. By using it, we observed the behaviour of isomiRs in different cell types and in different biological replicates. Our results indicate that the distribution of the microRNA variants is similar among replicates and different among cells/tissues suggesting that the isomiRs have a functional role in the cell. The use of the NGS technologies for the analysis of antibody selected sequences both using phage display libraries and in vitro selection processes is becoming increasingly popular. By using these technologies, the experimental group headed by prof. Felici has introduced a new experimental pipeline, named PROFILER, aimed at significantly empowering the analysis of antigen-specific libraries. A key step to exploit this idea has been to develop a new tool, Phagotto, for processing and analysing the data derived by sequencing. PROFILER, in combination with Phagotto, seems ideally suited to streamline and guide rational antigen design, adjuvant selection, and quality control of newly produced vaccines. The publicly available web server FIDEA allows experimentalists to obtain a functional interpretation of the results derived from differential expression analysis and to test their hypothesis quickly and
easily. The tool performs an enrichment analysis i.e. an analysis of specific properties that are distributed in a non random fashion in the up-regulated and down-regulated genes, taken both together and separately. It has been shown to be very useful and is being heavily used from scientists all over the world, more than 1500 requests for analysis have been submitted to the server in six months. Furthermore, during the course of the PhD I implemented pipelines for the speeding up and optimization of protocols for NGS data analysis and applied them to biomedical projects. Of course not all the proteins have a complete functional annotation and consequently the issue of predicting the function of proteins with a partial or no functional annotation arises.
This can be done both by exploiting the 3D structure of the protein or by inferring the function directly from the sequence. A real challenge, however, is the assessment of the accuracy of existing methods. In this context the help that critical assessment experiments can give is essential. We have had the possibility to be involved, as assessors, in the world wide experiment CASP (Critical Assessment of protein Structure Prediction). In particular, we are involved in the assessment of the residue-residue contacts in which the participant groups provide a list of predicted contacts between residues that hopefully can be used as constraints to fold the protein. We proposed and implemented new methodologies to understand which method works better and where
future efforts should be focused.KAUST [KUK-I1-012-43
Fluorescent Particle Tracers for Surface Hydrology
No full textSurface water processes control downstream runoff phenomena, waste and pollutant diffusion, erosion mechanics, and sediment transport. However, current observational methodologies do not allow for the identification and kinematic characterization of the physical processes contributing to catchment dynamics. Traditional methodologies are not capable to cope with extreme in-situ conditions, including practical logistic challenges as well as inherent flow complexity. In addition, available observational techniques are non-exhaustive for describing multiscale hydrological processes.
This research addresses the need for novel observations of the hydrological community by developing pioneer flow characterization approaches that rely on the mutual integration of traditional tracing techniques and state-of-the-art image-based sensing procedures. These novel methodologies enable the in-situ direct observation of surface water processes through remote and unsupervised procedures, thus paving the way to the development of distributed networks of sensing platforms for catchment-scale environmental sensing. More specifically, the proposed flow characterization methodology is a low-cost measurement system that can be applied to a variety of real-world settings spanning from few centimeters rills in natural catchments to riverine ecosystems. The technique is based on the use of in-house synthesized environmentally-friendly fluorescent particle tracers through digital cameras for direct flow measurement and travel time estimations. Automated image analysis-based procedures are developed for real-time flow characterization based on image manipulation, template-based correlation, particle image velocimetry, and dimensionality reduction methodologies. The feasibility of the approach is assessed through laboratory-designed experiments, where the accuracy of the methodology is investigated with respect to well-established flow visualization techniques. Further, the transition of the proposed flow characterization approach to natural settings is studied through paradigmatic observations of natural stream flows in small scale channel and riverine settings and overland flows in hillslope environments.
The integration of the proposed flow sensing system in a stand-alone, remote, and mobile platform is explored through the design, development, and testing of a miniature aerial vehicle for environmental monitoring through video acquisition and processing
Percezioni e forme dell'Assurdo nell'opera narrativa di Dino Buzzati
No full textLa tesi vuole mostrare, attraverso una serrata e dettagliata analisi dei principali testi narrativi, in che termini l'Assurdo prende forma nell'opera narrativa di Dino Buzzati, ponendola a confronto con le grandi correnti filosofiche europee afferenti il medesimo tema - Heidegger, Sartre principalmente -, le maggiori correnti letterarie e teatrali - Camus, Beckett, Ionesco, eccetera - mostrandone similarità e rispettive differenze
Le triadi divine nei testi micenei: elementi di rottura e continuità con i dati del primo millennio
No full text
Video-tracking per l'analisi, la rappresentazione e la video-comunicazione dell'Architettura e della Città. Metodologia, tecniche e applicazioni.
No full textThe goal of this work is to define a methodology for analysis, representation and communication of architecture and city; it is
based on extraction of metric data directly from a video image sequence. Video sequence is a fast and complete capture way
of reality, so we can quickly obtain metric data, using techniques developed in other application fields, as Cinematography
and Visual Effects fields. We are talking about Video-tracking and Matchmoving techniques whose results are an oriented and
textured point cloud and a multimedia product for the representation and communication of heritage.
We also focus our attention on reviving and touching the vastness of multimedia material we have: the amount of movies about
Rome as a movie set that shows architectural and urban situation of 40’s - 60’s years. So, we will be able to reconstruct urban
contest or disappeared buildings, compare two or more urban situations studying and analysing the evolutionary phases of an
architecture. We can immerse ourselves in the space of that set movie in which we put an unreal architecture and so interact
with it and all we have around
Analisi dei processi di adesione al Buddhismo
No full textL’indagine analizza, avvalendosi di un disegno di ricerca prevalentemente descrittivo-esplorativo, il processo di conversione religiosa al Buddhismo in ambiente urbano. La rete teorica predisposta unisce i contributi offerti dalla letteratura sociologica concernente i processi di conversione religiosa e il Western Buddhism al più ampio dibattito riguardante il processo di secolarizzazione, la post-modernità, il religioso contemporaneo, l’atteggiamento religioso e l’emergente paradigma teorico della spiritualità. La rilevazione empirica si avvale di interviste qualitative e questionari standardizzati somministrati ad un campione di 38 buddhisti residenti a Roma suddivisi in base al tempo di adesione (lungo e breve periodo) e alla scuola di appartenenza (Theravada, Vajrayana, Zen). L’analisi mostra significative divergenze rispetto al conversion model classico. Il processo, definito di adesione poiché può non comportare una conversione in senso proprio, è suddiviso nella fasi di: background religioso e allontanamento dalla religione di prima socializzazione; avvicinamento al Buddhismo (caratterizzato da diverse combinazioni di pregressa ricerca religiosa, turning point, mediatore religioso); ingresso nel Buddhismo (sperimentale di benessere, sperimentale spirituale, intellettuale, mistico-carismatico, di fruizione); stabilizzazione nel Buddhismo (sperimentale, di affidamento) e nel gruppo religioso; eventuale fase di approfondimento (definita da: appartenenza, ordinazione monastica o laica, lavoro o volontariato, pratica meditativa individuale, approccio al e interiorizzazione del sistema di credenze, atteggiamento religioso intrinseco). L’analisi rileva l’importanza di uno stato di incertezza paradigmatica, di un pregresso atteggiamento religioso, di una precedente ricerca religiosa, del ruolo svolto dal mediatore religioso (maestro o guru) e l’assenza di influenze e pressioni in-group. L’appartenenza religiosa, espressione di un riconoscimento esperienziale e non di una adesione fideistica, varia da buddhista a meditante non-buddhista a multiappartenenza cristiano-meditante, ed è in relazione con le pregresse esperienze religiose e la tipologia di ingresso nel Buddhismo (e indirettamente con la scuola di appartenenza). Si propone infine una tipologia di convertito, praticante, fruitore e una definizione di percorso spirituale.L’indagine analizza, avvalendosi di un disegno di ricerca prevalentemente descrittivo-esplorativo e di un approccio qualitativo (declinato nell’ambito della logica dell’indagine), il processo di conversione religiosa al Buddhismo in ambiente urbano. La rete teorica predisposta coniuga i contributi offerti dalla letteratura sociologica concernente i processi di conversione religiosa e il Western Buddhism al più ampio dibattito riguardante il processo di secolarizzazione, la post-modernità, il religioso contemporaneo, l’atteggiamento religioso e l’emergente paradigma teorico della spiritualità. Per la costruzione della base empirica ci si è avvalsi di interviste qualitative (semi-strutturate e parzialmente standardizzate), affiancate da un questionario standardizzato integrativo, somministrate ad un campione di 38 buddhisti residenti a Roma (dove sono presenti organizzazioni riconducibili a tutte le scuole interne al Buddhismo) suddivisi in base al tempo di adesione al Buddhismo (lungo e breve periodo) e alla scuola di appartenenza (Theravada, Vajrayana, Zen). Ampio spazio viene dato alla rendicontazione delle operazioni e delle scelte effettuate dalla costruzione degli strumenti della rilevazione empirica alla organizzazione e analisi del materiale empirico. L’analisi della base empirica mostra rilevanti divergenze rispetto al modello teorico classico imperniato sul Conversion Process Model e sul Conversion Motifs Model. Il processo, definito di adesione e non di conversione proprio perché può non comportare una conversione in senso pieno, è stato suddiviso nella fasi di: background religioso e allontanamento dalla religione di prima socializzazione; ricerca esistenziale e avvicinamento al Buddhismo (a sua volta suddiviso nei tipi dell’avvicinamento: privo di pregressa ricerca religiosa, con pregressa ricerca religiosa intellettuale, con pregressa ricerca e partecipazione religiosa, con pregressa ricerca e più partecipazioni religiose. Ogni tipo di avvicinamento si caratterizza per combinazioni diverse di turning point negativi e positivi, crisi, mediatore religioso e fascinazione ideologica); ingresso nel Buddhismo (suddiviso in ingresso: sperimentale con ricerca di benessere psicologico-esistenziale, sperimentale spirituale, intellettuale, mistico-carismatico, di fruizione); stabilizzazione nel Buddhismo (distinto fra stabilizzazione prevalentemente sperimentale e prevalentemente di affidamento) e nel gruppo religioso; eventuale fase di approfondimento (descrivibile da: sviluppo di un senso di appartenenza, ordinazione monastica o laica, armonizzazione con le credenze religiose di scelte lavorative o di volontariato, frequenza e significato della pratica meditativa individuale, integrazione di pratiche e credenze religiose, interiorizzazione del sistema di credenze buddhista, sviluppo di un atteggiamento religioso intrinseco). L’analisi mette in luce l’importanza, nell’attivazione del processo e nella successiva scelta di adesione al Buddhismo, di uno stato, percepito dal soggetto, di incertezza e disequilibrio paradigmatico, di un pregresso atteggiamento religioso, di una precedente ricerca religiosa e del ruolo svolto dalla figura del mediatore religioso (maestro o guru); nonché l’assenza, anche nella fase di ingresso, di influenze e pressioni in-group così come di conversioni riconducibili alla ricerca di reti relazionali e affettive. L’appartenenza religiosa espressa dagli intervistati, da interpretare come riconoscimento esperienziale e non come adesione fideistica, varia da buddhista, a meditante non-buddhista, a multi-appartenenza cristiano-meditante. Il senso di appartenenza religiosa è inoltre legato alle pregresse esperienze religiose e alla tipologia di ingresso nel Buddhismo: gli intervistati che non presentano altre esperienze religiose (oltre quella di eredità) e presentano un ingresso di tipo sperimentale con ricerca di benessere esprimono un’appartenenza religiosa al Buddhismo (e tendenzialmente afferiscono alla scuola Zen) in misura maggiore degli intervistati con pregresse esperienze religiose e ingresso sperimentale spirituale. Si propone infine una tipologia composta dagli idealtipi del convertito (appartenenza piena, pratica religiosa esclusiva e integrata, interiorizzazione del sistema di credenze), del praticante (appartenenza religiosa mista, multi-pratiche religiose, soggettivizzazione delle credenze) e del fruitore (con approccio strumentale al Buddhismo e ampia soggettivizzazione di pratiche e credenze). Nelle conclusioni, si tenta inoltre di delineare una possibile definizione di percorso spirituale incentrata sullo sviluppo di un atteggiamento religioso intrinseco