The PMDB Protein Model Database

The Protein Model Database (PMDB) is a public resource aimed at storing manually built 3D models of proteins. The database is designed to provide access to models published in the scientific literature, together with validating experimental data. It is a relational database and it currently contains >74 000 models for ∼240 proteins. The system is accessible at and allows predictors to submit models along with related supporting evidence and users to download them through a simple and intuitive interface. Users can navigate in the database and retrieve models referring to the same target protein or to different regions of the same protein. Each model is assigned a unique identifier that allows interested users to directly access the data

The MEPS server for identifying protein conformational epitopes

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>One of the most interesting problems in molecular immunology is epitope mapping, i.e. the identification of the regions of interaction between an antigen and an antibody. The solution to this problem, even if approximate, would help in designing experiments to precisely map the residues involved in the interaction and could be instrumental both in designing peptides able to mimic the interacting surface of the antigen and in understanding where immunologically important regions are located in its three-dimensional structure. From an experimental point of view, both genetically encoded and chemically synthesised peptide libraries can be used to identify sequences recognized by a given antibody. The problem then arises of which region of a folded protein the selected peptides correspond to.</p> <p>Results</p> <p>We have developed a method able to find the surface region of a protein that can be effectively mimicked by a peptide, given the structure of the protein and the maximum number of side chains deemed to be required for recognition. The method is implemented as a publicly available server. It can also find and report all peptide sequences of a specified length that can mimic the surface of a given protein and store them in a database.</p> <p>The immediate application of the server is the mapping of antibody epitopes, however the system is sufficiently flexible for allowing other questions to be asked, for example one can compare the peptides representing the surface of two proteins known to interact with the same macromolecule to find which is the most likely interacting region.</p> <p>Conclusion</p> <p>We believe that the MEPS server, available at <url>http://www.caspur.it/meps</url>, will be a useful tool for immunologists and structural and computational biologists. We plan to use it ourselves to implement a database of "surface mimicking peptides" for all proteins of known structure and proteins that can be reliably modelled by comparative modelling.</p

ASPIC: a web resource for alternative splicing prediction and transcript isoforms characterization

Alternative splicing (AS) is now emerging as a major mechanism contributing to the expansion of the transcriptome and proteome complexity of multicellular organisms. The fact that a single gene locus may give rise to multiple mRNAs and protein isoforms, showing both major and subtle structural variations, is an exceptionally versatile tool in the optimization of the coding capacity of the eukaryotic genome. The huge and continuously increasing number of genome and transcript sequences provides an essential information source for the computational detection of genes AS pattern. However, much of this information is not optimally or comprehensively used in gene annotation by current genome annotation pipelines. We present here a web resource implementing the ASPIC algorithm which we developed previously for the investigation of AS of user submitted genes, based on comparative analysis of available transcript and genome data from a variety of species. The ASPIC web resource provides graphical and tabular views of the splicing patterns of all full-length mRNA isoforms compatible with the detected splice sites of genes under investigation as well as relevant structural and functional annotation. The ASPIC web resource—available at —is dynamically interconnected with the Ensembl and Unigene databases and also implements an upload facility

MitoZoa 2.0: a database resource and search tools for comparative and evolutionary analyses of mitochondrial genomes in Metazoa

The MITOchondrial genome database of metaZOAns (MitoZoa) is a public resource for comparative analyses of metazoan mitochondrial genomes (mtDNA) at both the sequence and genomic organizational levels. The main characteristics of the MitoZoa database are the careful revision of mtDNA entry annotations and the possibility of retrieving gene order and non-coding region (NCR) data in appropriate formats. The MitoZoa retrieval system enables basic and complex queries at various taxonomic levels using different search menus. MitoZoa 2.0 has been enhanced in several aspects, including: a re-annotation pipeline to check the correctness of protein-coding gene predictions; a standardized annotation of introns and of precursor ORFs whose functionality is post-transcriptionally recovered by RNA editing or programmed translational frameshifting; updates of taxon-related fields and a BLAST sequence similarity search tool. Database novelties and the definition of standard mtDNA annotation rules, together with the user-friendly retrieval system and the BLAST service, make MitoZoa a valuable resource for comparative and evolutionary analyses as well as a reference database to assist in the annotation of novel mtDNA sequences. MitoZoa is freely accessible at http://www.caspur.it/mitozoa

Graph-based Data Integration in EUDAT Data Infrastructure

European Data Infrastructure (EUDAT) is a distributed research infrastructure offering generic data management services to the research communities. The services deal with different phases of the data life cycle, some of them are tailored to account for special needs of the individual communities or replicated to increase the availability and resilience. All that leads to scattering of the large and heterogeneous data across service landscape limiting discoverability, openness, and data reuse. In this paper, we show how graph database technology can be leveraged to integrated the data across service boundaries. Such an integration will facilitate better cooperation among the researchers, improve searching and increase the openness of the infrastructure. We report on our work in progress, to show how better user experience and enhancement of the services can be achieved by using graph algorithms

LA FACILITY DI CALCOLO TELETHON: VERSO UNA MEDICINA PERSONALIZZATA

Negli ultimi 10 anni, da quando è stata pubblicata la sequenza del genoma umano, la velocità con cui si raggiungono gli obiettivi nella ricerca biomedica è cambiata considerevolmente. Le nuove tecnologie di sequenziamento (Next Generation Sequencing – NGS) permettono un’analisi rapida, accurata ed economica dell’informazione contenuta nel genoma e nel trascrittoma di un organismo. Il trattamento dell’enorme produzione di dati di sequenze (Short Reads, SR) associate a ogni esperimento – in termini di data transfer, storage e controllo di qualità, analisi computazionale per assemblare e allineare le SR, sistemi di information management per tracciare i campioni e gestire i processi – costituisce una sfida per la ricerca HPC. La bioinformatica ha ormai assunto un ruolo cruciale nell’ambito della ricerca biomedica e diviene sempre più essenziale per l’analisi e la gestione dei dati prodotti dai nuovi sequenziatori che hanno aperto prospettive di ricerca impensabili fino a pochi anni fa

EPIGENOMICA: IL SECONDO ORDINE DI CODICE DELLA VITA

Il completamento del progetto genoma umano ha dato un impulso fondamentale verso la comprensione dei processi biologici che regolano la vita e le basi molecolari di molte patologie. Tuttavia la recente scoperta che gli elementi portanti dell’informazione genetica comprendono, oltre al DNA, numerosi altri componenti strutturali dei cromosomi ha condotto alla cosidetta “rivoluzione epigenetica”. Esiste, accanto al DNA, un secondo ordine di codice della vita che va sotto il nome di “codice epigenetico”, termine con cui si indica l’insieme delle possibili modifiche degli istoni1 e dei fenomeni di metilazione del DNA2. In altre parole, tale codice può specificamente alterare le modalità di espressione dei geni, modificando le istruzioni del codice genetico. Esso risulta essere alla base della diversità tra gli organismi di una stessa specie che, pur essendo definiti da uno stesso genoma, presentano profili fenotipici ben distinti. Le alterazioni del programma epigenetico risultano essere direttamente implicate in numerose patologie come diabete, malattie degenerative neuromuscolari, infezioni virali e cancro [1], nonché nei meccanismi di regolazione dei ritmi circadiani e di adattamento all’ambiente. Contrariamente a quanto avviene per il DNA, tutte le modificazioni dell’epigenoma sono reversibili e regolate da funzioni enzimatiche e quindi bersagli potenziali di nuovi farmaci

CALCOLO AD ALTE PRESTAZIONI PER LA MODELLISTICA ELETTROMAGNETICA DI AEROMOBILI

Lo studio dell’interazione tra fulmini e aeromobili è materia di forte interesse per l’industria aeronautica. Un fulmine che colpisce un aereo genera effetti indiretti, derivanti dai campi elettromagnetici associati alla corrente elettrica che attraversa la struttura del velivolo. Correnti e voltaggi indotti nei cavi di collegamento tra i dispositivi elettrici ed elettronici possono superare le soglie di sicurezza e compromettere le condizioni dell’aereo. Il tool VAM_LIFE, “Virtual Aircraft ElectroMagnetic Lightning Indirect Effect Evaluation”, è stato sviluppato allo scopo di simulare la propagazione del campo elettromagnetico su un aereo di medie dimensioni colpito da un fulmine. VAM-LIFE simula la struttura di un aereo importandola da un modello CAD in una mesh di celle cubiche. Una griglia tridimensionale di celle riproduce sia la struttura geometrica sia le caratteristiche fisiche dei differenti materiali che compongono l’aereo. Tramite questo tool [1] l’aereo da trasporto C-27J dell’Alenia Aeronautica ha ottenuto la certificazione delle autorità areonautiche europee/mondiali

STUDIO DELLA MODULAZIONE DELLO SPLICING ALTERNATIVO TRAMITE DATI NGS

Lo splicing è il processo molecolare di rimozione delle regioni non codificanti (introni) dai trascritti primari nel corso della loro maturazione. Questo processo non è univoco e gli introni possono essere escissi in diversi modi (splicing alternativo) contribuendo a incrementare la complessità del trascrittoma e proteoma eucariotico. La regolazione dello splicing è un meccanismo fondamentale per modulare l’espressione del gene e il suo malfunzionamento è spesso correlato con l’insorgenza di malattie come i tumori.Diversi strumenti computazionali sono stati sviluppati per predire e investigare lo splicing alternativo a livello genomico, tra questi è possibile citare i software: ASPIC [1] (basato su un algoritmo di predizione della struttura esone-introne basato sul multiallineamento di sequenze espresse sul genoma di riferimento) e Pintron [2] (basato su un algoritmo di predizione più avanzato del precedente e con una maggiore accuratezza ed efficienza). I risultati ottenuti dall’esecuzione di entrambi i software sui geni noti di interi genomi sono raccolti in ASPicDB [3,4], un database specializzato che annota per ciascun gene i trascritti alternativi e gli eventi che li caratterizzano