Sapienza University of Rome

Pubblicazioni Aperte Digitali Interateneo Sapienza
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    2176 research outputs found

    Unraveling the complexity of the human transcriptome: analysis and integration of high-throughput data

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    BACKGROUND: An undoubted outcome of the last decade genomics research is the evidence of our lack of knowledge about the complexity of the human transcriptome. Researchers found, at first, that there were far fewer genes than expected (<25,000 genes coding for proteins), only to discover later that there were far more non protein-coding transcripts than expected (~30,000). Surprisingly, the transcriptome diversity is also due to a wider occurrence of alternative splicing than previously suspected. It is now clear that about 95% of the human multi-exon genes undergo alternative splicing events. At the same time, a number of studies from others and from our group have shown that a significant fraction of all generated transcripts, or isoforms, are unlikely to be translated into functional protein products. Although the emerging complex picture of transcriptomes is exciting, and genome-scale information is freely accessible from public repositories, there is still to develop approaches that permit a comprehensive characterization and efficient validation of the data. In this context, the progress and contributions of next-generation sequencing techniques have been crucial. By generating high-throughput experimental data and performing bioinformatics processing analysis, it is potentially possible to investigate and compare both protein- and non protein-coding element behaviours in specific biological and biomedical problems. Both the large-scale data generated from international consortium projects and the high-throughput experimental data produced in specific experiments challenge us to translate this massive information into meaningful biological insights. AIM: My thesis focuses on the identification and characterization of functional protein-coding and non-protein-coding products of the human transcriptome, by integrating a combination of various computational methods and biological data. The first part of the study aims at defining a strategy to assess the protein-coding potential of alternative splicing products, by analyzing all genome-scale transcripts available in public repositories. Sequence and structure features of known proteins are investigated and combined using bioinformatics approaches. This study attempts to assess the ability of different criteria to detect most of the actually translated isoforms and can be of great help in estimating the real size of the human proteome (an information that is still missing). The second part of the study aims at detecting functional protein-coding and non-protein-coding transcripts, analyzing high-throughput RNA-sequencing expression data in specific biomedical problems. The analysis investigates mRNA, taking into account all the possible isoforms, and microRNA expression profiles. In order to elucidate and assess a putative regulatory key role of microRNAs in the biological processes under study, a procedure is developed to identify enriched microRNA/mRNA-target associations. RESULTS: The first analysis was focused on human protein-coding genes having at least one protein isoform unequivocally identified by mass-spectrometry peptide data (Positive dataset) and at least one other isoform with no evidence of translation (Unknown dataset). A number of sequence and structural features of typical functional proteins were used to compare the properties of the two isoform datasets. We found out that Positive isoforms are predicted to be structurally more plausible than Unknown isoforms; functional domains are more often truncated in Unknown isoforms than in Positive ones; functional features such as active sites are rarely disrupted in Positive isoforms. Combining the presence of non-truncated functional domains with an assessment of the plausibility of the modelled structure, the estimated percentage of non-plausible protein-coding transcripts is about 45% of the Unknown isoforms. To capture further differences between functional and non functional transcripts, the following features were also investigated: selection pressure, conservation among multiple species and stringent comparison between human and mouse. The second analysis aimed at detecting all the putative functional transcripts involved in biological processes investigated by RNA-sequencing technique. Specialized bioinformatics procedures were set up to analyze both mRNA and microRNA expression profiles and were applied to specific biomedical problems in collaboration with experimental groups. Additionally, integrating also microRNA/target-gene prediction algorithms, the method allows the automatic identification of differentially expressed microRNAs predicted to bind mRNAs that are inversely-regulated in the same experiment. This combined analysis of microRNA and target-mRNA expression data is useful to isolate putative regulatory circuits involved in the investigated biological processes

    ON THE CYBER SECURITY ISSUES OF THE INTERNET INFRASTRUCTURE

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    Resistenza alla rifampicina in pazienti affetti dalla co-infezione HIV/TB che ricevono la Highly Active Anti-Retroviral Therapy in Africa Sub-Sahariana

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    La Tubercolosi rappresenta ancora oggi una delle più importanti cause di morbidità e mortalità a livello mondiale. L’Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) stima in circa 8 milioni i nuovi casi di Tubercolosi ogni anno; di questi il 95% occorre nei paesi in via di sviluppo. Circa 1-1.2 milioni di pazienti con tubercolosi sono co-infetti con HIV, di questi l’82% vive in Africa; la confezione HIV-tubercolosi è un problema largamente africano. (WHO Global Tuberculosis Report 2012). Nel 2011 circa 430.000 persone sono morte nel mondo a causa della tubercolosi associata a HIV, di queste in Africa la maggioranza erano donne. L’OMS stima che nel 2011 meno del 10% dei pazienti HIV positivi sono stati valutati per la tubercolosi (WHO – TB/HIV Facts 2012-2013). Uno dei maggiori problemi che comincia a presentarsi ai paesi ad alto carico di Tb è l’insorgenza delle resistenze. La terapia a un solo farmaco fin dall’inizio si è mostrata soggetta a un elevato livello di resistenze, che si sviluppavano anche dopo pochi mesi di terapia e una terapia a più farmaci è subito sembrata la scelta preferenziale. La prevalenza della Tubercolosi MDR-TB in pazienti HIV positivi già trattati per TB in passato sembra confermarsi sul 15% circa, un dato elevato anche per il contesto africano.La mortalità per tubercolosi rimane alta specialmente nei pazienti con HIV e MDR-TB.L’aggressività terapeutica necessità di un quadro che renda la diagnosi di MDR-TB almeno più probabile di quanto non sia ora per evitare di passare in seconda linea un numero elevato di persone che non ne hanno bisogno. Tale quadro diagnostico (un algoritmo affidabile) non è al momento implementato su larga scala in nessun paese africano fatta eccezione per la Repubblica Sudafricana

    ANALISI DEL COMPORTAMENTO DINAMICO DI PIASTRE PIROCLASTICHE IN PRESENZA DI CAVITÀ

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    La valutazione del rischio sismico deve essere frequentemente eseguita in contesti urbani complessi di antica origine. In questi casi alle difficoltà legate alla caratterizzazione del comportamento dinamico delle strutture, si affianca la necessità di considerare le particolarità del substrato sul quale si è sviluppato il tessuto urbano. Le molteplici necessità ed attività connesse allo sviluppo dei centri abitati hanno selezionato e modificato, nel corso dei secoli, condizioni geotecniche e morfologiche del tutto particolari, tra le quali assumono grande importanza l’irregolarità della superficie topografica e la presenza di cavità. In casi piuttosto diffusi nei distretti vulcanici dell’Italia centrale, tali fattori, grazie anche allo specifico contesto geomeccanico, sono compresenti con caratteri di particolare rilevanza: infatti i centri abitati si sono sviluppati, con propositi di difesa, in cima a colli, altopiani o ammassi litoidi dai margini sub-verticali, formati da materiali piroclastici di consistenza elevata ed interessati da estese reti di cavità di origine antropica, usate come cave o depositi. Se l’influenza della topografia sulla risposta sismica di sito è già da tempo oggetto di ricerche di carattere teorico ed applicativo, l’effetto delle cavità risulta meno indagato. Lo studio condotto per la redazione della presenti Tesi inizia pertanto con un richiamo delle leggi fisiche fondamentali che regolano la propagazione e l’interazione con la superficie di onde di volume elastiche. Dal momento che gli studi teorici sulla risposta sismica locale in presenza di anomalie morfologiche del semispazio, interne o superficiali, evidenziano l’importanza dell’incidenza inclinata del fronte d’onda, sono stati particolarmente approfonditi i fenomeni e le formulazioni matematiche associate a tale configurazione. Inoltre, dovendo utilizzare tecniche di analisi numerica per le valutazioni di risposta sismica in presenza di cavità, si è ritenuto opportuno mettere a punto un metodo, fondato dal punto di vista meccanico, anche se limitato da alcune ipotesi di base, che consenta la riproduzione di fronti d’onda inclinati incidenti sul contorno di un modello numerico. Per individuare i principali fenomeni dinamici legati alla presenza dei vuoti sotterranei, nonché i caratteri del moto ottenuto in superficie, è stata quindi eseguita una serie di analisi di tipo parametrico su un modello numerico bidimensionale semplificato, costituito da una cavità cilindrica a sezione circolare in un mezzo elastico lineare. La significatività e l’importanza dei risultati teorici e numerici ottenuti sono state quindi verificate mediante l’applicazione numerica ad un caso reale, quello del Colle di Orvieto. La condizione geotecnica del caso prescelto è, nonostante la sua peculiarità, dotata di una certa emblematicità, rappresentando, come già accennato, i numerosi casi di centri abitati disposti su piastre a consistenza litoide, di origine vulcanica ed interessati da cavità. Lo studio ha quindi previsto una caratterizzazione del materiale che, tra quelli che costituiscono la piastra piroclastica, più frequentemente ospita cavità: la Pozzolana debolmente cementata. Essa è stata caratterizzata mediante prove di laboratorio in campo ciclico (con prove di taglio semplice e di taglio torsionale) e dinamico (con prove di colonna risonante e misure della velocità di propagazione delle onde). Sono state svolte quindi analisi numeriche bidimensionali della risposta sismica del Colle di Orvieto sia in assenza di cavità, sia in loro presenza. Nelle analisi vengono tenuti in conto i principali fattori influenti sulla risposta sismica locale: la successione stratigrafica ed i rapporti di impedenza tra i vari materiali, la conformazione morfologica e la presenza di cavità in prossimità della superficie della piastra piroclastica. Le analisi, realizzate senza l’intento di determinare la pericolosità sismica locale del Colle, sono state condotte utilizzando un accelerogramma rappresentativo dei più grandi terremoti storicamente osservati in situ. L’intero impianto della Tesi è incentrato su un classico problema di risposta di sito: l’oggetto della ricerca è pertanto rappresentato dal moto ottenuto in superficie in occasione di un sisma, e dalle sue caratteristiche peculiari legate alla presenza di cavità, in associazione ad altre condizioni geotecniche e morfologiche. Ipotesi fondamentale assunta nel corso della ricerca è quello di mantenimento delle condizioni elastiche del terreno o della roccia al contorno delle cavità. Sono pertanto escluse dallo studio le problematiche relative allo sviluppo di intense plasticizzazioni, con alterazione delle condizioni di stabilità delle cavità durante il sisma, e le loro ripercussioni in superficie

    Documentazione e conoscenza di complessi architettonici stratificati: rilievo integrato e rappresentazione della Casa dei Cavalieri di Rodi al Foro di Augusto

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    Our intention is to deal with an experience on the study and the survey of the Casa dei Cavalieri di Rodi and through it provide a piece of what could be a useful methodology to achieve the documentation and knowledge of architectural complex systems. A fundamental principle on which the work is founded is to use all the material, after verifying that it has been produced on the subject. The comparison allows us to share the experience, to understand and evaluate the choices made by others and to motivate our own, in accordance or not with those already made in the past. The comparison may relate to the survey, from the surveying techniques to the graphic restitution, the choice of views in drawings, the graphic representation that often reflects the time in which it was drawn, but not only. In the case of this architecture, the Casa dei Cavalieri di Rodi , which has passed through several transformations over time and therefore has in fact changed facies several times - morphology and its configuration and the environment in which it is placed - surveys and more generally, the drawings of the past provide very important information in the understanding of its history. In this context we work with new integrated methods of measuring - that made it possible to record a certain amount of information and data that actually constitute a heritage already objective enough to be used by other users who operate in this area - and compared to past, alternative methods of representation and communication of the information acquired; synthesis and representation of the latter produced in this study also aim to establish themselves as an original contribution to the interpretation of the data collected. The main objective of this study was to understand and communicate the changes which occurred in the building, from the foundation of the original nucleus to the current situation, highlighting the key stages of the construction that have made the Casa dei Cavalieri di Rodi the present building. In the selection of the evolutionary phases of the building to be represented in the story of its long history the focus has mainly aimed at those which have made serious changes to the morphology of the building – gradually transforming it as it is today - and that have changed its relations - openings, connections – with the outside; and particularly at the moments in which wall alignments and elevations were built, generating obviously new forms. The Casa di Rodi, as a complex system, represents and brings to an inexhaustible topic; never as in this case it was important to begin a work of knowledge, while leaving open space towards future research and studies

    Gestione eco-efficace dei materiali da costruzione nel ciclo vita dell’edificio. Strumenti per la prevenzione, il riuso e il riciclo dei rifiuti da C&D.

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    La Tesi sistematizza strategie e strumenti di supporto agli attori del processo edilizio nella gestione sostenibile dei materiali da costruzione, con l'obiettivo della chiusura dei cicli produttivi e del contenimento dell'embodied energy attraverso riuso e riciclo dei rifiuti da C&D. Mediante un trasferimento critico di strumenti internazionali al contesto italiano, la ricerca ha visto lo sviluppo di un tool informatico denominato 'LINEE GUIDA per la gestione eco-efficace dei materiali da costruzione'

    Dall'auto/biografia al documento. Strategie di costruzione del REALE nel graphic novel

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    Il volume in oggetto si sviluppa intorno a un nucleo consistente dedicato allo studio di una forma di testualità emergente nel panorama editoriale contemporaneo, ovvero il graphic novel, con particolare riferimento a quella parte della produzione che si configura come spazio di incontro tra il romanzo grafico, il racconto (auto)biografico e diaristico, e il reportage giornalistico. Spesso queste storie sono il pretesto per raccontare vicende storiche e politiche, in cui le vicende individuali si articolano con le identità collettive, tema di grande interesse nella prospettiva degli studi attuali sulle culture. Emblematico, ad esempio, è il caso noto di Maus di Art Spiegelman, a metà strada tra biografia, autobiografia e memoria collettiva, tra racconto storico e racconto di finzione – oppure quello rappresentato da Logicomix, un’(auto)biografia a fumetti sulla vita di Bertrand Russell. Attraverso la definizione di un corpus rappresentativo, il libro si organizza intorno ad alcuni nodi tematici che emergono dall’analisi del materiale selezionato. In questa direzione, il lavoro procede verso un approfondimento della problematica della costruzione del reale e del credere vero, fino a giungere allo studio della relazione tra creazione artistica, genere (auto)biografico e materiale documentario. Un tale approccio si distacca dallo studio del fumetto come linguaggio e dall’analisi dei linguaggi del fumetto, orientamenti che hanno caratterizzato studi affini, anche in ambito semiotico, e propone di guardare al fumetto nei termini di una semiotica della cultura. Difatti, all’esame della specificità semiotica del fumetto, della relazione testo-immagine e alle forme di iscrizione di punti di vista e prospettive soggettive, si affianca uno studio del graphic novel come forma di autorappresentazione delle culture. Attraverso l’impiego degli strumenti dell’analisi testuale, e a partire dai presupposti del paradigma della semiotica della cultura, questo lavoro prende atto dei condizionamenti culturali delle diverse scritture, ben rappresentate da un corpus testuale costituito da opere diversificate a seconda dei modi di messa in relazione tra (auto)biografia, reportage giornalistico ricorso al documento. Ne emerge un quadro in cui le operazioni di selezione del ricordo e l’impiego delle figure della storia veicolano un discorso più profondo che va al di là dell’atto di testimonianza, un realismo che, prendendo in prestito un’elaborazione di Jean-Marie Floch (1996), appare come il rivestimento figurativo di un discorso secondo, orientato alla discussione dei valori fondanti l’esperienza umana. Il corpus analizzato ha permesso di rintracciare nel graphic novel importanti innovazioni rispetto al racconto biografico tradizionale, ovvero, ad esempio, la maggiore enfasi del punto di vista dell’autore, e una tendenza alla fusione tra romanzo biografico e romanzo autobiografico. In quest’ottica, il presente lavoro indica una messa a punto della metodologia di analisi del fumetto e, nelle conclusione, avanza delle proposte di carattere teorico-metodologico e di definizione per lo studio dei generi e, in particolare, per questa singolare forma espressiva

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