SNP e Microarray. Strategie di Disegno Sperimentale e di Analisi dei Dati.

Il recente progresso della genomica ha messo in luce come una parte rilevante della variabilita' tra individui sia da attribuirsi a polimorfismi a singolo nucleotide SNP (Single Nucleotide Polimorfisms). Gli SNP acquistano particolare rilevanza in campo biomedico quando possono essere messi in relazione a patologie che non presentano una trasmissione genetica semplice: per questa ragione, molte linee di ricerca attuali sono orientate a eseguire analisi di correlazione tra la distribuzione degli SNP su geni potenzialmente coinvolti in patologie e i fenotipi esibiti dai soggetti portatori. Tali correlazioni, una volta dimostrate, permettono di usare gli SNP come marcatori molecolari, di grande utilita' per analisi precliniche. L'odierna tecnologia biologico-molecolare fornisce metodi per lo screening simultaneo di molteplici SNP; nella maggior parte dei casi questi metodi si basano su una reazione di SBE (Single Base Extention), seguita da ibridazione su microarray. L'SBE permette, tramite estensione di un primer specifico, di inserire un ddNTP marcato con un fluoroforo, esattamente complementare alla base dello SNP, mentre l'ibridazione consente di risalire al nucleotide inserito per ciascuno SNP, sulla base del colore e della posizione nell'array del segnale prodotto dal ddNTP fluorescente. Il protocollo seguito negli esperimenti che hanno fornito i dati biologici impiegati nella presente tesi, prevedeva l'uso di due array per ogni campione: uno per rilevare la presenza delle basi A e G, l'altro per le basi C e T. I protocolli comunemente seguiti prevedono di valutare la presenza delle quattro basi mediante un confronto diretto (spesso preceduto da normalizzazioni empiriche) dei valori di intensita' dei segnali misurati sui due array. Tale procedura, non tenendo conto dell'eventuale rumore presente nel segnale, dovuto alla variabilità sperimentale, riduce notevolmente l'efficienza e la qualita' dei dati prodotti. Nel presente lavoro si propone e si discute un protocollo alternativo basato sull'uso di un ulteriore terzo array mediante il quale istituire una correzione dei segnali relativi alle quattro basi. Una procedura di regressione bilineare applicata ai dati dei tre array, permette di ricavare coefficienti di normalizzazione che rendono effettivamente confrontabili i segnali misurati sui due array usati nel protocollo classico. Eseguita la normalizzazione, i dati dei due array vengono usati per inferire, con un modello statistico di probabilita' a posteriori, la probabilita' della presenza dei diversi SNP. Confronti tra le informazioni ottenibili col protocollo classico e con quello proposto, hanno mostrato come il secondo permetta un notevole incremento della qualita' del dato finale, e una forte riduzione del rumore. Il costo aggiuntivo dovuto all'esecuzione di un terzo array appare quindi giustificato dal miglioramento dell'efficienza globale dell'esperimento. L'analisi dei dati effettuata nel presente lavoro e' stata implementata in un pacchetto software sviluppato in linguaggio PERL 5. Tale software, direttamente interfacciabile con strumenti di analisi di microarray, sarà presto pubblicamente disponibile all'indirizzo: http://www.di.unipi.it/~marangon/ricerca/public_software

A Methodology for Parameter Estimation of Nonlinear Single Track Models from Multibody Full Vehicle Simulation

In vehicle dynamics, simple and fast vehicle models are required, especially in the framework of real-time simulations and autonomous driving software. Therefore, a trade-off between accuracy and simulation speed must be pursued by selecting the appropriate level of detail and the corresponding simplifying assumptions based on the specific purpose of the simulation. The aim of this study is to develop a methodology for map and parameter estimation from multibody simulation results, to be used for simplified vehicle modelling focused on handling performance. In this paper, maneuvers, algorithms and results of the parameter estimation are reported, together with their integration in single track models with increasing complexity and fidelity. The agreement between the multibody model, used as reference, and four single track models is analyzed and discussed through the evaluation of the correlation index. The good match between the models validates the adopted simulation methodology both during steady-state and during transient maneuvers. In a similar way, this method could be applied to experimental data gathered from a real instrumented car rather than from a multibody model

Vincent Van Gogh

En la presente tesina se busca abordar la temática de la psicosis y la producción pictórica cómo un recurso para la estabilización. De manera que se realizará una articulación entre la teoría psicoanalítica de la psicosis y para ilustrar, se tomará al pintor Vincent Van Gogh, pues en el análisis de su vida se puede vislumbrar como mediante el arte pudo estabilizar por momentos su psicosis. El objetivo principal que guiará este trabajo es: articular psicosis y arte en la vida de Vincent Van Gogh. Metodológicamente se procedió a partir de un estudio de caso, lo que permitió el análisis minucioso de su vida, para así buscar indicios que probaran la existencia de la estructura psicótica, y la estabilización de la misma mediante la producción pictórica. Finalmente, pudo comprobarse la existencia de una estructura psicótica en el pintor Vincent Van Gogh, y la estabilización mediante el arte, que por momentos pudo lograrse. Por lo que se puede decir que todos los objetivos planteados en la tesina fueron alcanzados.This thesis seeks both to address the issue of psychosis, and the artistic production as a resource for stabilization. So that a link between the psychoanalytic theory of psychosis and Vincent Van Gogh’s pictoric production. In the analysis of his life can be glimpsed how art could stabilize his psychosis at times. This work main objective is to articulate: psychosis and art in the life of Vincent Van Gogh. Methodologically, a case study was followed, which allowed a detailed analysis of Vincent Van Gogh´s life in order to find evidence to prove the existence a psychotic structure and its stabilization by means of pictorial production. Finally it was proved the existence of a psychotic structure in the painter Vincent Van Gogh, and its stabilization through art, which could be achieved at times. So we can say that all objectives were reached in this paper.Fil: Basconcello Galfre, Keila Florenci

COTAN : ScRNA-seq data analysis based on gene co-expression

Estimating the co-expression of cell identity factors in single-cell is crucial. Due to the low efficiency of scRNA-seq methodologies, sensitive computational approaches are critical to accurately infer transcription profiles in a cell population. We introduce COTAN, a statistical and computational method, to analyze the co-expression of gene pairs at single cell level, providing the foundation for single-cell gene interactome analysis. The basic idea is studying the zero UMI counts' distribution instead of focusing on positive counts; this is done with a generalized contingency tables framework. COTAN can assess the correlated or anti-correlated expression of gene pairs, providing a new correlation index with an approximate p-value for the associated test of independence. COTAN can evaluate whether single genes are differentially expressed, scoring them with a newly defined global differentiation index. Similarly to correlation network analysis, it provides ways to plot and cluster genes according to their co-expression pattern with other genes, effectively helping the study of gene interactions, becoming a new tool to identify cell-identity markers. We assayed COTAN on two neural development datasets with very promising results. COTAN is an R package that complements the traditional single cell RNA-seq analysis and it is available at https://github.com/seriph78/COTAN

Principios activos presentes en especies medicinales aplicados al estudio de la modulación de la vía autofágica en eritroblastos leucémicos

La leucemia es un grupo heterogéneo de enfermedades caracterizado por una proliferación descontrolada de precursores hematopoyéticos, pudiendo producir anemia, neutropenia y trombocitopenia ([Mc Culloch EA, et al 1983). La leucemia es una causa importante de mortalidad y morbilidad en la población argentina, en especial las linfoblásticas de desarrollo rápido. La OMS, en estudios realizados entre 2008 y 2010, demostró que a nivel mundial se registran más de 7,6 millones de nuevos casos de cáncer y más de 6 millones de defunciones por esta enfermedad, y que la leucemia es el tipo de cáncer más frecuente en la infancia. El diagnóstico y el tratamiento temprano de este tipo de neoplasia se ha convertido en el punto central de las iniciativas de salud mundial, ya que el impacto social y económico para un individuo y su familia es realmente dramático debido a lo extenso de su tratamiento y al costo del mismo, siendo incluso muy difícil de afrontar por los sistemas de salud pública. Se han realizado numerosas investigaciones dirigidas al tratamiento de la leucemia. Los principios activos vinblastina y vincristina presentes en la especie Catharanthus roseus L. se han obtenido también por medio de síntesis química en posición 16´beta, no siendo activa. Se han logrado por síntesis biomimética en la unión 16´beta, a muy alto costo, por lo que continúa siendo rentable la droga obtenida del cultivo. De esta especie se han aislado 60 alcaloides. El sulfato de vincristina es un agente citotóxico y se emplea en el tratamiento de leucemia infantil; está indicado en leucemias agudas

Estudio de la modulación de la vía autofágica en eritroblastos leucémicos con principios activos presentes en Plantago mayor L. Plantago lanceolata L. y Lavandula officinalis Chaix ex Kitt

La base de los medicamentos son las drogas vegetales y/o sintéticas. Droga vegetal es la parte de la planta que contiene los principios activos responsables de la acción farmacológica. El avance sobre el conocimiento químico, farmacológico y clínico de las mismas, permite el desarrollo de nuevas formas de preparación y de administración. Por ello, para la búsqueda de nuevas drogas, se propone la formulación de extractos acuo-sos, etanólicos, metanólicos y de cloroformo de las hojas de Plantago mayor y Plantago lanceolata, especies botánicas de la familia de las Plantagináceas, que han demostrado en investigaciones experimentales, al ser administradas por vía oral e intraperitoneal, poseer actividad inmunoestimulante, determinada por incremento en el número y actividad fagocitaria granulocítica, incremento de leucocitos esplénicos, aumento del peso del bazo y disminución del título de anticuerpos hemaglutinantes, cuando se realizó previamente una inmunización a los animales con eritrocitos de oveja (Wagner H. 1987; Rezaeipoor R. et. Al 2000; Gomez Flores R. et al. 2000). Asimismo se plantea trabajar con el compuesto presente en la esencia de Lavandula officinalis Chaix ex Kitt, denominado linalol

Estudio de la modulación de la vía autofágica en eritroblastos leucémicos con principios activos presentes en Plantago major L y P. lanceolata L

Las drogas vegetales y/o sintéticas forman la base de los medicamentos. ”Droga vegetal” es la parte de la planta que contiene los principios activos, con actividad farmacológica. Los fármacos utilizados en terapia del cáncer buscan un alto grado de especificidad, potencia y baja toxicidad. Estudios recientes indican que los principios activos de Plantago spp.: ácido ursólico (UA) compuesto triterpénico pentacíclico también presente en Rosmarinus officinalis L., Nerium oleander L., Vinca minor L. y otras especies vegetales, junto a su isómero, el ácido oleanólico y el alcohol monoterpénico linalol, característico de la esencia de Lavandula angustifolia Mill, en un porcentaje del 42%, poseen una fuerte actividad en leucemia humana y líneas celulares de linfoma, induciendo la muerte en células cancerosas (Lien- Chai Chiang et al, 2003). Surge la necesidad de estudiar la vía autofágica al aplicar los mismos principios activos ésta podría funcionar como un mecanismo alternativo de supervivencia o como una vía de muerte celular programada (Tipo II). El objetivo es establecer los mecanismos de modulación de la vía autofágica en células K562 (eritroblastos leucémicos), que resultan de la aplicación de los extractos acuosos e hidroalcohólicos de Plantago major L. y P. lanceolata L. y del ácido ursólico y linalol. Los objetivos específicos proponen la formulación de extractos de Plantago spp., y el estudio comparativo de los efectos de los distintos extractos y principios activos como moduladores de la vía autofágica e inductores de la muerte celula

Protein crystals in adenovirus type 5-infected cells: requirements for intranuclear crystallogenesis, structural and functional analysis

Intranuclear crystalline inclusions have been observed in the nucleus of epithelial cells infected with Adenovirus serotype 5 (Ad5) at late steps of the virus life cycle. Using immuno-electron microscopy and confocal microscopy of cells infected with various Ad5 recombinants modified in their penton base or fiber domains, we found that these inclusions represented crystals of penton capsomers, the heteromeric capsid protein formed of penton base and fiber subunits. The occurrence of protein crystals within the nucleus of infected cells required the integrity of the fiber knob and part of the shaft domain. In the knob domain, the region overlapping residues 489–492 in the FG loop was found to be essential for crystal formation. In the shaft, a large deletion of repeats 4 to 16 had no detrimental effect on crystal inclusions, whereas deletion of repeats 8 to 21 abolished crystal formation without altering the level of fiber protein expression. This suggested a crucial role of the five penultimate repeats in the crystallisation process. Chimeric pentons made of Ad5 penton base and fiber domains from different serotypes were analyzed with respect to crystal formation. No crystal was found when fiber consisted of shaft (S) from Ad5 and knob (K) from Ad3 (heterotypic S5-K3 fiber), but occurred with homotypic S3K3 fiber. However, less regular crystals were observed with homotypic S35-K35 fiber. TB5, a monoclonal antibody directed against the Ad5 fiber knob was found by immunofluorescence microscopy to react with high efficiency with the intranuclear protein crystals in situ. Data obtained with Ad fiber mutants indicated that the absence of crystalline inclusions correlated with a lower infectivity and/or lower yields of virus progeny, suggesting that the protein crystals might be involved in virion assembly. Thus, we propose that TB5 staining of Ad-infected 293 cells can be used as a prognostic assay for the viability and productivity of fiber-modified Ad5 vectors