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Дисертації з теми "Identificazione genetica"
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Sorcaburu, Cigliero Solange. "Identificazione di linee guida per l'analisi genetico-forense mediante utilizzo di DNA degradati in vitro." Doctoral thesis, Università degli studi di Trieste, 2015. http://hdl.handle.net/10077/10857.
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2013/2014<br>Nel corso di questo lavoro e stato ottimizzato un metodo per ottenere –mediante idrolisi acquosa- campioni di DNA danneggiati in maniera controllata (r2= 0.997). Uno di questi campioni, denominato trial sample (TS), veniva sottoposto ad un esperimento interlaboratorio (n=25) nel corso del quale ogni partecipante doveva fornire dati relativi alla quantificazione del campione ed al suo l’assetto genotipico.
L’impiego della qPCR ha dimostrato che, in campioni danneggiati, e possibile fornire
solo una indicazione che e relativa (ed inversamente proporzionale) alla lunghezza
(r2=0.891) della regione target. Circa i genotipi forniti, veniva osservato che, a causa di un’elevata frequenza di artefatti di PCR, l’esecuzione di un basso numero di tre repliche(≤ 3)puo portare ad errori(n=4. Lo sviluppo del metodo “consensus TSPV", invece,eliminava tali errori di genotipizzazione.
L’utilizzo di tale metodo di “consensus” ha dimostrato che, per campioni degradati ed in
condizione di Low Copy Number (≤ 96 pg/PCR), neanche l’esecuzione di sette repliche mette totalmente al riparo da errori di genotipizzazioni.Anche la tecnologia Illumina di Next Generation Sequencing e stata testata mediante un set di campioni danneggiati. Pure la fedeltà di questa tecnologia e stata molto influenzata dalla qualità del templato. Il“consensus TSPV”, inoltre, evidenziava che errori di genotipizzazione possono emergere quando vengono eseguite due sole repliche.
Il maggiore limite dell’analisi forense sembra derivare proprio dall’elevatissima
sensibilità analitica oggi ottenibile.<br>In the course of this work has been optimized a method to obtain -by hydrolysis in water- damaged DNA samples in a controlled manner (r2=0.997). One of these samples, called trial sample (TS), was subjected to an inter-laboratory experiment
(n=25)during which each participant had to provide data on the quantification of the
sample and its trim genotype.
The use of the qPCR showed that, in damaged samples, it is possible to provide only an indication that is relative (and inversely proportional) to the length (r2=0891)of the target region. About the genotypes provided, was observed that, due to a high frequency of PCR artifacts, the execution of a low number of three replicates (≤3)may lead to errors (n=4). Method development "consensus TSPV", instead, eliminated these errors genotyping.
The use of this method "consensus" has shown that, for degraded samples and under Low Copy Number conditions (≤96pg/PCR),even the execution of seven replicas puts totally immune from errors in genotyping. Even Illumina technology of Next Generation Sequencing was tested using a set of damaged samples. Even the fidelity of this technology has been very influenced by the quality of the template. The "consensus TSPV" also showed that genotyping errors can arise when running only two replicas.
The major limitation of the forensic analysis seems to derive just by the very high analytical sensitivity obtainable today.<br>XXVII Ciclo<br>1973
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Minopoli, Fiorella <1977>. "Analisi di “Copy Number Variants” ed identificazione di nuovi geni candidati per l’Autismo e Ritardo Mentale." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2012. http://amsdottorato.unibo.it/4838/1/Minopoli_Fiorella_Tesi.pdf.
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I disturbi dello spettro autistico (DSA) ed il ritardo mentale (RM) sono caratterizzati da un’eziologia genetica complessa ed eterogenea. Grazie ai recenti sviluppi nella ricerca genomica, è stato possibile dimostrare il ruolo di numerose copy number variants (CNVs) nella patogenesi di questi disturbi, anche se nella maggior parte dei casi l’eziologia rimane ancora sconosciuta.
Questo lavoro riguarda l’identificazione e la caratterizzazione dei CNVs in famiglie con DSA e RM.
E’ stata studiata una microdelezione in 7q31 che coinvolge i geni IMMP2L e DOCK4, trasmessa dalla madre con dislessia a due figli con autismo ed una figlia con dislessia. Nella stessa famiglia segrega una seconda microdelezione in 2q14 che inattiva il gene CNTNAP5 ed è trasmessa dal padre (con tratti autistici) ai due figli con autismo. Abbiamo quindi ipotizzato che i geni DOCK4 e CNTNAP5 potessero essere implicati, rispettivamente, nella suscettibilità a dislessia e DSA. Lo screening di numerosi individui affetti ha supportato la nostra ipotesi, con l’identificazione di una nuova microdelezione di DOCK4 che segrega con la dislessia, e 3 nuove varianti missenso in CNTNAP5 in individui con autismo.
Dall’analisi genomica comparativa su array (aCGH) di individui con RM, è stata identificata una delezione nella regione 7q31.32, che coinvolge il gene CADPS2, in due fratelli con RM e tratti autistici, probabilmente ereditata dalla madre. Lo screening di mutazione di questo gene in individui con autismo o RM, ha portato all’identificazione di 3 varianti non sinonime, assenti nei controlli, ed ereditate per via materna. Poiché CADPS2 risiede in una regione genomica che contiene loci soggetti ad imprinting, abbiamo ipotizzato che il gene CADPS2 possa essere anch’esso caratterizzato da imprinting, con espressione monoallelica materna. Lo studio di espressione di CADPS2 in cellule del sangue ha avvalorato questa ipotesi, implicando perciò CADPS2 come un nuovo gene di suscettibilità per il RM e DSA.<br>Autism spectrum disorders (ASD) and intellectual disability (ID) are characterized by a complex and heterogeneous genetic etiology. Recent developments in genomic research have enabled the discovery of numerous copy number variants (CNVs) in the pathogenesis of these disorders, although their etiology remains unknown in the majority of cases. This work concerns the identification and characterization of specific CNVs in families with ASD and ID. I studied a microdeletion in 7q31 encompassing the two genes DOCK4 and IMMP2L, transmitted from the mother (who has dylsexia) to two children with autism and to a daughter with dyslexia. In the same family we identified a second microdeletion in 2q14, that inactivates CNTNAP5, and is transmitted by the father (with ASD) to the two children with autism. We therefore hypothesized that DOCK4 and CNTNAP5 could be implicated in susceptibility to dyslexia and ASD, respectively. Screening of numerous affected individuals supported our hypothesis, leading to the identification of a new DOCK4 microdeletion segregating with dyslexia, and 3 new missense variants in CNTNAP5 in individuals with autism.Through array comparative genomic hybridization (aCGH) of individuals with ID, we also identified a 7q31.32 microdeletion involving the CADPS2 gene in two brothers with ID and autistic features, probably inherited from the mother. Screening for mutations in this gene in individuals with autism or ID, has led to the identification of 3 maternally inherited nonsynonymous variants, absent in controls. Since CADPS2 is located in a genomic region containing imprinted loci, we hypothesized that CADPS2 itself could be subjected to imprinting, with maternal monoallelic expression. Expression analysis of CADPS2 in blood cells supported this hypothesis, therefore suggesting CADPS2 as a new susceptibility gene for ID and ASD, and as possible new imprinted gene .
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Minopoli, Fiorella <1977>. "Analisi di “Copy Number Variants” ed identificazione di nuovi geni candidati per l’Autismo e Ritardo Mentale." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2012. http://amsdottorato.unibo.it/4838/.
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I disturbi dello spettro autistico (DSA) ed il ritardo mentale (RM) sono caratterizzati da un’eziologia genetica complessa ed eterogenea. Grazie ai recenti sviluppi nella ricerca genomica, è stato possibile dimostrare il ruolo di numerose copy number variants (CNVs) nella patogenesi di questi disturbi, anche se nella maggior parte dei casi l’eziologia rimane ancora sconosciuta.
Questo lavoro riguarda l’identificazione e la caratterizzazione dei CNVs in famiglie con DSA e RM.
E’ stata studiata una microdelezione in 7q31 che coinvolge i geni IMMP2L e DOCK4, trasmessa dalla madre con dislessia a due figli con autismo ed una figlia con dislessia. Nella stessa famiglia segrega una seconda microdelezione in 2q14 che inattiva il gene CNTNAP5 ed è trasmessa dal padre (con tratti autistici) ai due figli con autismo. Abbiamo quindi ipotizzato che i geni DOCK4 e CNTNAP5 potessero essere implicati, rispettivamente, nella suscettibilità a dislessia e DSA. Lo screening di numerosi individui affetti ha supportato la nostra ipotesi, con l’identificazione di una nuova microdelezione di DOCK4 che segrega con la dislessia, e 3 nuove varianti missenso in CNTNAP5 in individui con autismo.
Dall’analisi genomica comparativa su array (aCGH) di individui con RM, è stata identificata una delezione nella regione 7q31.32, che coinvolge il gene CADPS2, in due fratelli con RM e tratti autistici, probabilmente ereditata dalla madre. Lo screening di mutazione di questo gene in individui con autismo o RM, ha portato all’identificazione di 3 varianti non sinonime, assenti nei controlli, ed ereditate per via materna. Poiché CADPS2 risiede in una regione genomica che contiene loci soggetti ad imprinting, abbiamo ipotizzato che il gene CADPS2 possa essere anch’esso caratterizzato da imprinting, con espressione monoallelica materna. Lo studio di espressione di CADPS2 in cellule del sangue ha avvalorato questa ipotesi, implicando perciò CADPS2 come un nuovo gene di suscettibilità per il RM e DSA.<br>Autism spectrum disorders (ASD) and intellectual disability (ID) are characterized by a complex and heterogeneous genetic etiology. Recent developments in genomic research have enabled the discovery of numerous copy number variants (CNVs) in the pathogenesis of these disorders, although their etiology remains unknown in the majority of cases. This work concerns the identification and characterization of specific CNVs in families with ASD and ID. I studied a microdeletion in 7q31 encompassing the two genes DOCK4 and IMMP2L, transmitted from the mother (who has dylsexia) to two children with autism and to a daughter with dyslexia. In the same family we identified a second microdeletion in 2q14, that inactivates CNTNAP5, and is transmitted by the father (with ASD) to the two children with autism. We therefore hypothesized that DOCK4 and CNTNAP5 could be implicated in susceptibility to dyslexia and ASD, respectively. Screening of numerous affected individuals supported our hypothesis, leading to the identification of a new DOCK4 microdeletion segregating with dyslexia, and 3 new missense variants in CNTNAP5 in individuals with autism.Through array comparative genomic hybridization (aCGH) of individuals with ID, we also identified a 7q31.32 microdeletion involving the CADPS2 gene in two brothers with ID and autistic features, probably inherited from the mother. Screening for mutations in this gene in individuals with autism or ID, has led to the identification of 3 maternally inherited nonsynonymous variants, absent in controls. Since CADPS2 is located in a genomic region containing imprinted loci, we hypothesized that CADPS2 itself could be subjected to imprinting, with maternal monoallelic expression. Expression analysis of CADPS2 in blood cells supported this hypothesis, therefore suggesting CADPS2 as a new susceptibility gene for ID and ASD, and as possible new imprinted gene .
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Bovina, Riccardo <1980>. "Identificazione di mutanti di interesse agronomico in orzo mediante approcci di genetica diretta e inversa." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2009. http://amsdottorato.unibo.it/1972/1/Bovina_Riccardo_Tesi.pdf.
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Bovina, Riccardo <1980>. "Identificazione di mutanti di interesse agronomico in orzo mediante approcci di genetica diretta e inversa." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2009. http://amsdottorato.unibo.it/1972/.
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Goldoni, Alberto <1975>. "Identificazione di nuovi geni associati al fenotipo di Hirschsprung in C. Elegans e loro controparte umana." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2007. http://amsdottorato.unibo.it/42/1/SCHEMA_TESI_FINALE.pdf.
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Goldoni, Alberto <1975>. "Identificazione di nuovi geni associati al fenotipo di Hirschsprung in C. Elegans e loro controparte umana." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2007. http://amsdottorato.unibo.it/42/.
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Mantovani, Paola <1978>. "Identificazione di un QTL principale per resistenza a ruggine bruna sul cromosoma 7B di frumento duro." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2009. http://amsdottorato.unibo.it/1748/1/Mantovani_tesi.pdf.
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Leaf rust caused by Puccinia triticina is a serious disease of durum wheat (Triticum durum) worldwide. However, genetic and molecular mapping studies aimed at characterizing leaf rust resistance genes in durum wheat have been only recently undertaken. The Italian durum wheat cv. Creso shows a high level of resistance to P. triticina that has been considered durable and that appears to be due to a combination of a single dominant gene and one or more additional factors conferring partial resistance. In this study, the genetic basis of leaf rust resistance carried by Creso was investigated using 176 recombinant inbred lines (RILs) from the cross between the cv. Colosseo (C, leaf rust resistance donor) and Lloyd (L, susceptible parent). Colosseo is a cv. directly related to Creso with the leaf rust resistance phenotype inherited from Creso, and was considered as resistance donor because of its better adaptation to local (Emilia Romagna, Italy) cultivation environment.
RILs have been artificially inoculated with a mixture of 16 Italian P. triticina isolates that were characterized for virulence to seedlings of 22 common wheat cv. Thatcher isolines each carrying a different leaf rust resistance gene, and for molecular genotypes at 15 simple sequence repeat (SSR) loci, in order to determine their specialization with regard to the host species. The characterization of the leaf rust isolates was conducted at the Cereal Disease Laboratory of the University of Minnesota (St. Paul, USA) (Chapter 2).
A genetic linkage map was constructed using segregation data from the population of 176 RILs from the cross CL. A total of 662 loci, including 162 simple sequence repeats (SSRs) and 500 Diversity Arrays Technology markers (DArTs), were analyzed by means of the package EasyMap 0.1. The integrated SSR-DArT linkage map consisted of 554 loci (162 SSR and 392 DArT markers) grouped into 19 linkage blocks with an average marker density of 5.7 cM/marker. The final map spanned a total of 2022 cM, which correspond to a tetraploid genome (AABB) coverage of ca. 77% (Chapter 3).
The RIL population was phenotyped for their resistance to leaf rust under artificial inoculation in 2006; the percentage of infected leaf area (LRS, leaf rust susceptibility) was evaluated at three stages through the disease developmental cycle and the area under disease progress curve (AUDPC) was then calculated. The response at the seedling stage (infection type, IT) was also investigated. QTL analysis was carried out by means of the Composite Interval Mapping method based on a selection of markers from the CL map. A major QTL (QLr.ubo-7B.2) for leaf rust resistance controlling both the seedling and the adult plant response, was mapped on the distal region of chromosome arm 7BL (deletion bin 7BL10-0.78-1.00), in a gene-dense region known to carry several genes/QTLs for resistance to rusts and other major cereal fungal diseases in wheat and barley. QLr.ubo-7B.2 was identified within a supporting interval of ca. 5 cM tightly associated with three SSR markers (Xbarc340.2, Xgwm146 e Xgwm344.2), and showed an R2 and an LOD peak value for the AUDPC equal to 72.9% an 44.5, respectively. Three additional minor QTLs were also detected (QLr.ubo-7B.1 on chr. 7BS; QLr.ubo-2A on chr. 2AL and QLr.ubo-3A on chr. 3AS) (Chapter 4).
The presence of the major QTL (QLr.ubo-7B.2) was validated by a linkage disequilibrium (LD)-based test using field data from two different plant materials: i) a set of 62 advanced lines from multiple crosses involving Creso and his directly related resistance derivates Colosseo and Plinio, and ii) a panel of 164 elite durum wheat accessions representative of the major durum breeding program of the Mediterranean basin. Lines and accessions were phenotyped for leaf rust resistance under artificial inoculation in two different field trials carried out at Argelato (BO, Italy) in 2006 and 2007; the durum elite accessions were also evaluated in two additional field experiments in Obregon (Messico; 2007 and 2008) and in a green-house experiment (seedling resistance) at the Cereal Disease Laboratory (St. Paul, USA, 2008). The molecular characterization involved 14 SSR markers mapping on the 7BL chromosome region found to harbour the major QTL. Association analysis was then performed with a mixed-linear-model approach. Results confirmed the presence of a major QTL for leaf rust resistance, both at adult plant and at seedling stage, located between markers Xbarc340.2, Xgwm146 and Xgwm344.2, in an interval that coincides with the supporting interval (LOD-2) of QLr.ubo-7B.2 as resulted from the RIL QTL analysis. (Chapter 5).
The identification and mapping of the major QTL associated to the durable leaf rust resistance carried by Creso, together with the identification of the associated SSR markers, will enhance the selection efficiency in durum wheat breeding programs (MAS, Marker Assisted Selection) and will accelerate the release of cvs. with durable resistance through marker-assisted pyramiding of the tagged resistance genes/QTLs most effective against wheat fungal pathogens.
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Mantovani, Paola <1978>. "Identificazione di un QTL principale per resistenza a ruggine bruna sul cromosoma 7B di frumento duro." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2009. http://amsdottorato.unibo.it/1748/.
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Leaf rust caused by Puccinia triticina is a serious disease of durum wheat (Triticum durum) worldwide. However, genetic and molecular mapping studies aimed at characterizing leaf rust resistance genes in durum wheat have been only recently undertaken. The Italian durum wheat cv. Creso shows a high level of resistance to P. triticina that has been considered durable and that appears to be due to a combination of a single dominant gene and one or more additional factors conferring partial resistance. In this study, the genetic basis of leaf rust resistance carried by Creso was investigated using 176 recombinant inbred lines (RILs) from the cross between the cv. Colosseo (C, leaf rust resistance donor) and Lloyd (L, susceptible parent). Colosseo is a cv. directly related to Creso with the leaf rust resistance phenotype inherited from Creso, and was considered as resistance donor because of its better adaptation to local (Emilia Romagna, Italy) cultivation environment.
RILs have been artificially inoculated with a mixture of 16 Italian P. triticina isolates that were characterized for virulence to seedlings of 22 common wheat cv. Thatcher isolines each carrying a different leaf rust resistance gene, and for molecular genotypes at 15 simple sequence repeat (SSR) loci, in order to determine their specialization with regard to the host species. The characterization of the leaf rust isolates was conducted at the Cereal Disease Laboratory of the University of Minnesota (St. Paul, USA) (Chapter 2).
A genetic linkage map was constructed using segregation data from the population of 176 RILs from the cross CL. A total of 662 loci, including 162 simple sequence repeats (SSRs) and 500 Diversity Arrays Technology markers (DArTs), were analyzed by means of the package EasyMap 0.1. The integrated SSR-DArT linkage map consisted of 554 loci (162 SSR and 392 DArT markers) grouped into 19 linkage blocks with an average marker density of 5.7 cM/marker. The final map spanned a total of 2022 cM, which correspond to a tetraploid genome (AABB) coverage of ca. 77% (Chapter 3).
The RIL population was phenotyped for their resistance to leaf rust under artificial inoculation in 2006; the percentage of infected leaf area (LRS, leaf rust susceptibility) was evaluated at three stages through the disease developmental cycle and the area under disease progress curve (AUDPC) was then calculated. The response at the seedling stage (infection type, IT) was also investigated. QTL analysis was carried out by means of the Composite Interval Mapping method based on a selection of markers from the CL map. A major QTL (QLr.ubo-7B.2) for leaf rust resistance controlling both the seedling and the adult plant response, was mapped on the distal region of chromosome arm 7BL (deletion bin 7BL10-0.78-1.00), in a gene-dense region known to carry several genes/QTLs for resistance to rusts and other major cereal fungal diseases in wheat and barley. QLr.ubo-7B.2 was identified within a supporting interval of ca. 5 cM tightly associated with three SSR markers (Xbarc340.2, Xgwm146 e Xgwm344.2), and showed an R2 and an LOD peak value for the AUDPC equal to 72.9% an 44.5, respectively. Three additional minor QTLs were also detected (QLr.ubo-7B.1 on chr. 7BS; QLr.ubo-2A on chr. 2AL and QLr.ubo-3A on chr. 3AS) (Chapter 4).
The presence of the major QTL (QLr.ubo-7B.2) was validated by a linkage disequilibrium (LD)-based test using field data from two different plant materials: i) a set of 62 advanced lines from multiple crosses involving Creso and his directly related resistance derivates Colosseo and Plinio, and ii) a panel of 164 elite durum wheat accessions representative of the major durum breeding program of the Mediterranean basin. Lines and accessions were phenotyped for leaf rust resistance under artificial inoculation in two different field trials carried out at Argelato (BO, Italy) in 2006 and 2007; the durum elite accessions were also evaluated in two additional field experiments in Obregon (Messico; 2007 and 2008) and in a green-house experiment (seedling resistance) at the Cereal Disease Laboratory (St. Paul, USA, 2008). The molecular characterization involved 14 SSR markers mapping on the 7BL chromosome region found to harbour the major QTL. Association analysis was then performed with a mixed-linear-model approach. Results confirmed the presence of a major QTL for leaf rust resistance, both at adult plant and at seedling stage, located between markers Xbarc340.2, Xgwm146 and Xgwm344.2, in an interval that coincides with the supporting interval (LOD-2) of QLr.ubo-7B.2 as resulted from the RIL QTL analysis. (Chapter 5).
The identification and mapping of the major QTL associated to the durable leaf rust resistance carried by Creso, together with the identification of the associated SSR markers, will enhance the selection efficiency in durum wheat breeding programs (MAS, Marker Assisted Selection) and will accelerate the release of cvs. with durable resistance through marker-assisted pyramiding of the tagged resistance genes/QTLs most effective against wheat fungal pathogens.
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DESOGUS, ALESSIA. "Identificazione e analisi funzionale di fattori regolatori dei geni globinici." Doctoral thesis, Università degli Studi di Cagliari, 2014. http://hdl.handle.net/11584/266529.
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Genome wide association studies have identified two quantitative trait loci outside of the β-globin cluster associated with fetal hemoglobin (HbF) levels, number of F cell and β-thalassemia severity: the HBS1L-MYB intergenic region and the BCL11A gene. In order to understand the functional role of the associated variants at these loci we applied “Genome Wide Chromosome Conformation Capture” (Hi-C), followed by a novel technique for a selective enrichment at these target regions, to characterize whether they are involved in long range physical interactions able to modulate HBS1L-MYB and BCL11A expression. As a first step we optimized a Hi-C protocol in the K562 fetal erythroid cell line and we set up the conditions for the new method based on the selective enrichment of target regions. We were able to validate the new capture system analyzing the β-globin locus, as a control model, detecting all the interactions found by other “3C-like” technologies with a higher resolution. We then analyzed the data at the HBS1L-MYB and BCL11A loci; the most significant detected interactions involved four HBS1L-MYB intergenic regions, three of which contain the GWAS SNPs, the HBS1L and MYB genes. We hypothesized a contact model where the associated variants could exert their regulatory role likely altering transcription factors binding sites and thus DNA long-range interactions resulting in different levels of MYB expression. Indeed, although we can not exclude the implication of HBS1L gene in this mechanism, MYB represents the best candidate in modulating HbF levels given its role in the erythropoiesis kinetics. Our results highlighted the power of the new capture system, able to identify chromatin interactions with very high resolution simultaneously at different loci. Finally, we discovered new chromatin interactions that support the transcription factor MYB as a potential good candidate to develop new targeted therapeutic strategies to treat β-thalassemia patients.
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PICCIAU, SILVIA. "Identificazione dei fattori genetici coinvolti nella suscettibilità allo svilippo del tumore al polmone." Doctoral thesis, Università degli Studi di Cagliari, 2010. http://hdl.handle.net/11584/265930.
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ZUNCHEDDU, MARIA ANTONIETTA. "Identificazione e caratterizzazione di un gene associato all'asma ad insorgenza precoce persistente." Doctoral thesis, Università degli Studi di Cagliari, 2007. http://hdl.handle.net/11584/265988.
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Asthma is a multifactorial disease influenced by genetic and environmental factors. The aim of the study is to identify new susceptibility genes, using the Sardinian founder population, in which limited heterogeneity as well as of environmental conditions should facilitate the study of multifactorial traits. Asthma was diagnosed by a pulmonary physician, in accordante with American Thoracic Society criteria. We performed linkage and association analyses by transmission/disequilibrium test and case-control analysis in the candidate region 12q13-24 already implicated in asthma etiology in multiple populations We selected a cutoff age of 13 years at asthma onset, to stratify the sample and detected significant linkage to a portion of 12q13-24. We identified IRAK-M as the gene in the candidate region implicated in early-onset persistent asthma. We defined protective and predisposing haplotypes and replicated associations in an outbred Italian population. Sequence analysis in 100 patients found mutations in the IRAK-M coding region. Immunohistochemistry of lung biopsies showed that IRAK-M is highly expressed in epithelial cells. Here, was report that variants in the interleukin-1 receptor associated kinase-M gene are associated with early-onset persistent asthma and indicate IRAK-M as a potential new target for therapeutic intervention against asthma and atopic diseases.
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Prandini, Alberto. "Identificazione e caratterizzazione di una nuova sindrome da immunodeficienza primaria associata ad albinismo oculocutaneo." Doctoral thesis, Università degli studi di Trieste, 1985. http://hdl.handle.net/10077/8569.
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2011/2012<br>La sindrome di Hermansky-Pudlak definisce un gruppo di immunodeficienze primarie rare caratterizzate da albinismo parziale, di tipo autosomico recessivo che si presentano con un quadro di infezioni ricorrenti e predisposizione ad emorragie. I geni causativi di queste patologie codificano proteine coinvolte nella biogenesi e nel trasporto di organelli intracellulari correlati a endosomi e lisosomi. Il caso giunto alla nostra attenzione presentava solo alcuni dei sintomi caratteristici di queste immunodeficienze. Escluse le malattie genetiche più note tramite sequenziamento diretto si è ricorso ad exome sequencing in modo da poter rilevare anche nuove variazioni non note. E' stata infatti riscontrata una mutazione in omozigosi sul gene PLDN (BLOC1S6), codificante una proteina chiamata Pallidina, una componente del complesso BLOC-1. La condizione risultante è stata identificata con il nome di “sindrome di Hermansky-Pudlak di tipo 9” (HPS-9). In questo studio dimostriamo che tale mutazione è associata alla patologia e che compromette la funzionalità del reparto immunitario sia citotossico (linfociti Natual Killer e CD8+) sia presentante l'antigene (cellule dendritiche).<br>XXV Ciclo
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Torboli, Valentina. "Identificazione di molecole coinvolte dell'interazione ospite-patogeno in Mytilus galloprovincialis (Lamark, 1819) con tecnica phage-display." Doctoral thesis, Università degli studi di Trieste, 2015. http://hdl.handle.net/10077/10919.
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2013/2014<br>Le cellule di mollusco immunocompetenti, in primis gli emociti circolanti, provvedono ad una rapida e robusta risposta difensiva nel confronti dei potenziali patogeni. Una volta che gli emociti vengono attivati dall'interazione tra pattern molecolari (PAMPs) presenti sulla superficie dei patogeni e specifici PRRs (pattern recognition receptors) in grado di riconoscerli, queste cellule innescano reazioni difensive. Nonostante un numero sempre più elevato di molecole in grado di interagire con i PAMPs sia stato caratterizzato in M. galloprovincialis, ad oggi non è mai stato effettuato uno studio di interattomica per l’identificazione su larga scala dei PRRs di mitilo coinvolti nel riconoscimento di specifici patogeni. Lo scopo di questo studio è, dunque, quello di identificare i PRRs delle cellule di mollusco immunocompetenti coinvolti nel riconoscimento dei batteri Vibrio splendidus e V. aestuarianus, Gram-negativi presenti in acque costiere e associati ai casi di mortalità che hanno colpito gli allevamenti di ostriche in tutto il mondo e verso i quali i mitili mostrano, invece, notevole resistenza . Per eseguire questo tipo di analisi è stata utilizzata, in modo innovativo, la tecnica phage-display, che si basa sulla possibilità di far esprimere ad un batteriofago un peptide esogeno in fusione con una delle proteine del capside, in modo che la particella fagica esponga sulla sua stessa superficie il peptide di interesse. Il nuovo approccio utilizzato in questo studio ha permesso lo studio diretto dell’interazione tra i fagi recanti un pool di peptiti espressi da emociti di mitilo e i PAMPs presenti sulla superficie delle cellule batteriche. Mediante successive fasi di selezione e amplificazione delle particelle fagiche in grado di legarsi alla superficie dei batteri, è stato possibile arricchire la frazione di cDNA di mitilo codificante PRRs. Con tecniche di sequenziamento massivo e strumenti bioinformatici è stato poi possibile risalire a tutte le sequenze codificanti i peptidi selezionati. I risultati ottenuti indicano che vi è una notevole differenza tra il numero di PRRs di emociti di mitilo che ha interagito con V. splendidus ripetto a V. aestuarianus. Lo studio si è, quindi, incentrato sui 42 peptidi selezionati contro V. splendidus, presunti PRRs, identificandone alcuni con funzione immunitaria già nota (C-type lectin, FREPs, C1qDC proteina, apextrin-related proteina), alcuni presumibilmente falsi positivi ed altri completamente nuovi che non mostrano similarità con sequenze omologhe annotate e il cui ruolo e funzione andrebbero indagati con futuri studi sperimentali.<br>XXVII Ciclo<br>1985
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Ruggieri, Alessandra. "identificazione e caratterizzazione di una nuova miopatia vacuolare causata da una mutazione nel gene PLIN4 e possibili strategie per lo sviluppo di una terapia." Doctoral thesis, Università degli studi di Brescia, 2022. http://hdl.handle.net/11379/554978.
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In una famiglia affetta da miopatia vacuolare distale abbiamo effettuato esoma genoma e RNAseq non riuscendo ad individuare varianti codificanti verosimilmente patogeniche.
Contemporaneamente, una paziente con una ricombinazione si è sottoposta a biopsia muscolare nella quale un’analisi immunistochimica ha mostrato un aumentato segnale a livello subsarcolemmale e all’interno dei vacuoli, di due proteine legate alla degradazione delle proteine misfolded e aggregate, p62/SQSTM1 e le proteine ubiqutinate (FK2).
La stessa analisi su pazienti con severità del fenotipo media o grave, ha mostrato una correlazione con l’intensità di queste marcature.
Pertanto abbiamo ipotizzato che la proteina che veniva marcata in maniera così specifica dovesse essere la nostra proteina mutata. Abbiamo quindi effettuato una microdissezione laser dei vacuoli con analisi di spettrometria di massa, evidenziando così che la proteina accumulata nei vacuoli e codificata dal gene PLIN4 presente sull’aplotipo comune, era perilipina 4.
Dalla rianalisi dei dati di NGS abbiamo individuato un picco di coverage compatibile con una possibile ripetizione della sequenza.
Un sequenziamento long-read usando la tecnologia Oxford Nanopore Technology, ha identificato una espansione di 9x99 nucleotidi nella regione dell’esone 3, codificante per il dominio anfipatico di perilipina-4, regione strutturalmente correlata alle eliche anfipatiche presenti in α-sinucleina e nelle apolipoproteine.
L’analisi immunoistochimica focalizzata sul pathway dell’aggreafgia, ha confermato che l’accumulo di perilipina-4 nel muscolo è associato all’attivazione di questo pathway, mediato dall’ubiquitinazione degli aggregati e deputato all’eliminazione degli stessi tramite autofagia.
Questa nuova patologia è quindi una malattia da accumulo di aggregati, causata da una espansione di una regione della proteina con apparente incapacità dell’aggrefagia stessa di controllarne l’accumulo.
Lo studio del meccanismo molecolare a livello cellulare, non è stato possibile nei mioblasti derivati da biopsie dei pazienti, in quanto questa proteina non risulta essere espressa a questo livello.
Pertanto, abbiamo deciso di generare un modello di overespressione nel quale la proteina mutata e quella wild-type verranno confrontate per validare la propensità della variante mutata a causare precipitazione di aggregati.<br>In a family affected by distal vacuolar myopathy we performed genome exome and RNAseq, failing to identify probably pathogenic coding variants.
At the same time, a patient with a recombination underwent a muscle biopsy in which an immunohistochemical analysis showed an increased signal at the subsarcolemmal level and within the vacuoles, of two proteins linked to the degradation of the misfolded and aggregated proteins, p62 / SQSTM1 and ubiqutinated proteins (FK2).
The same analysis on patients with increasing severity of the phenotype showed a correlation with the intensity of these proteins’ signals.
Therefore, we hypothesized that the protein that was labeled so specifically must be our mutated protein. We then performed a laser microdissection of the vacuoles with mass spectrometry analysis, thus highlighting that the protein accumulated in the vacuoles and encoded by the PLIN4 gene present on the common haplotype, was perilipin 4.
From the re-analysis of the NGS data we identified a coverage peak compatible with a possible repetition of the sequence.
Long-read sequencing using Oxford Nanopore Technology identified an expansion of 9x99 nucleotides in the exon 3 region, encoding the amphipathic domain of perilipin-4, a region structurally related to the amphipathic helices present in α-synuclein and apolipoproteins.
The immunohistochemical analysis focused on the aggreaphagy pathway confirmed that the accumulation of perilipin-4 in the muscle is associated with the activation of this pathway, mediated by the ubiquitination of the aggregates and responsible for eliminating them through autophagy.
This new pathology is therefore an aggregate accumulation disease, caused by an expansion of a region of the protein with the apparent inability of the aggrephagy itself to control its accumulation.
The study of the molecular mechanism at the cellular level was not possible in myoblasts derived from patient biopsies, as this protein does not appear to be expressed at this level.
Therefore, we decided to generate an overexpression model in which the mutated and wild-type proteins will be compared to validate the propensity of the mutated variant to cause aggregate precipitation.
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FERRIAN, Melissa. "Identificazione di loci di suscettibilitá ed interazioni epistatiche associate allo sviluppo di schisi orofacciali isolate." Doctoral thesis, Università degli studi di Ferrara, 2011. http://hdl.handle.net/11392/2388833.
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Orofacial clefts (OFCs) are the most common congenital malformations (1/700 live births), second only to
clubfoot. OFCs have a very significant impact on healthcare and knowing their etiology is essential for
genetic counseling, setting prevention strategies and improving therapeutic interventions. OFCs include cleft
lip with or without cleft palate (CL/P) and cleft palate only (CPO). CL/P and CPO can be part of a number of
monogenic and chromosomal syndromes, but in most cases occur as isolated birth defects (non-syndromic),
assignable to complex diseases such as multifactorial etiology. Their causes are still largely unknown and
are believed to be due to an interplay of environmental and genetic factors.
The specific aim of this research is to track down genetic variants with susceptibility to OFCs and to identify
the network of gene-gene and gene-environment interactions at the base of the etiology of non-syndromic
OFCs. This research was carried out using a large dataset of European triads from the EUROCRAN and
ITALCLEFT projects.
I initially applied a combined positional/candidate gene approach studying the IRF6 gene. This association
study resulted in the identification of the rs642961G> A gene variant, which causes the loss of a AP-2α site
and associates with an increased risk for cleft lip. rs642961 has been considered the first functional variant
involved in the pathogenesis of non-syndromic cleft lip.
In an independent study on European CPO trios, using a candidate gene strategy, I identified a significant
association between variants in the FAF1 gene and the risk for isolated Cleft Palate. FAF1 is so far the only
gene associated with CPO.
Next, I set up a genome-wide approach, studying a panel of approximately 550,000 SNPs covering the entire
genome. This study of genome-wide association (GWA) study resulted in the identification of a region of 640
kb on chromosome 8q24.21, among which the rs987525 variant was identified as the SNP with maximum
risk for CL/P (p = 3.34*10-24). rs987525 is located in a gene desert and its function completely unknown. Its
relevance was later confirmed by two other independent GWA studies. The GWA analysis was later
extended to identify other major susceptibility loci for CL/P. By replicating the study on a dataset of parental
triads I identified other 4 gene variants associated with significant risk for CL/P. These polymorphisms are
located near genes invlved the TGFβ-pathway, in the craniofacial development and cancerogenesis.
Thereafter, to look for gene-gene and gene-environment interactions, I used a strategy of data-mining
(MDR). It came out that the variant located near NOG gene was interacting with maternal exposure to
tobacco smoke during the first trimester of pregnancy. The MDR analysis also identified a remarkable
multiplicative interaction between variants in SPRY2 and GREM1 genes. This is the first evidence ever
documented of an epistatic interaction in the etiology of isolated CL/P.
These experimental results pave the way for translation into genetic counseling practice, and the base for
new strategies of primary prevention of non-syndromic OFCs.
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Ronchi, D. "IDENTIFICAZIONE DI UNA NUOVA CAUSA GENETICA IN UN CASO FAMILIARE DI ENCEFALOMIOPATIA MITOCONDRIALE E DEFICIT DI CITOCROMO C OSSIDASI." Doctoral thesis, Università degli Studi di Milano, 2010. http://hdl.handle.net/2434/155501.
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Using a linkage whole-genome SNP genotyping, we identified a missense mutation within the GFER gene as the cause of an infantile progressive mitochondrial myopathy. The human GFER (growth factor ERV1 homolog), also called ALR (augmenter of liver regeneration), belongs to the ERV1/ALR sulfhydryl oxidase family, which requires flavin adenine dinucleotide (FAD) as a cofactor. The physiological role of Erv1 has been elucidated in S. cerevisiae. ERV1 is an essential gene whose product is localized to the mitochondrial IMS. Together with Mia40, it participates in the DRS that drives the import of small IMS proteins to their final localization. Briefly, the DRS consists of two essential components: the sulfhydryl oxidase Erv1 (homolog to human GFER) and the redox-regulated import receptor Mia40. The DRS drives the import of cysteine-rich proteins into the IMS by an oxidative folding mechanism. Erv1p is reoxidized within this system, transferring its electrons onto molecular oxygen via interaction with cytochrome c and Cytochrome c Oxidase (COX), thereby linking the DRS to respiratory chain activity.
Proteins belonging to the class of IMS, substrates of the DRS, are only partially identified. These include: a) small Tim proteins, chaperones involved in transport from the outer to the inner mitochondrial membrane; b) proteins involved in COX assembly; c) protein involved in protection from superoxide radicals generated by cellular respiration.
The consequence of the mutation at the muscle and fibroblast levels are: 1) reduction of multiple mitochondrial respiratory chain complexes activity (predominantly Complex IV), which was restored by overexpression of the wild-type protein; 2) impaired import of human cysteine-rich proteins, known to be imported through the DRS in yeast, into mitochondria; 3) abnormal mitochondrial ultrastructural morphology, with enlargement of the IMS; 4) defective mtDNA maintenance, with accelerated time-dependent accumulation of multiple mtDNA deletions. Moreover, the Saccharomyces cerevisiae erv1R182H mutant strain reproduced the Complex IV activity defect and showed genetic instability of mtDNA and mitochondrial morphological defects.
The aforementioned findings shed light on novel mechanisms of mitochondrial biogenesis and mtDNA maintenance, establish the role of ERV1 homologue in the human DRS, and promote the understanding of pathogenesis of a novel form of mitochondrial-related disease.
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FRANCESCHELLI, Paola. "IDENTIFICAZIONE DI VARIANTI GENETICHE ASSOCIATE A RISCHIO DI LABIO/PALATOSCHISI O PALATOSCHISI NON-SINDROMICHE E DI INTERAZIONI GENE-AMBIENTE IN UNA AMPIA CASISTICA DI TRIADI EUROPEE." Doctoral thesis, Università degli studi di Ferrara, 2015. http://hdl.handle.net/11392/2389102.
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Orofacial clefts (OFCs) are common birth defects affecting approximately 1/700 live births worldwide. OFCs may occur in the context of malformation syndromes or, more often, as isolated anomalies (non-syndromic). Epidemiological and embryological data suggest that cleft lip with or without cleft palate (CL/P) and cleft palate only (CP) may represent etiologically distinct condition. Non-syndromic OFCs (nsCL/P and nsCP) have a complex multifactorial etiology, determined by the interaction of multiple genetic factors and specific environmental conditions affecting the intrauterine environment during early pregnancy, such as nutritional deficiency (hyperhomocysteinemia/folate deficiency), alcohol intake, maternal smoking. The molecular pathways and the identification of genetic elements involved in the developmental malformations of OFC are crucial to improve prevention strategies and recurrence genetic risks counseling. Different approaches such as linkage analysis, gene-candidate association studies, cytogenetic analysis and, more recently, genome-wide association studies (GWAS), led to the identification of several susceptibility loci for OFC development. The present study investigates specific genetic variants within susceptibility loci, in order to identify genetic risks factors for nsCP and/or nsCL/P. Family-based association studies were carried out in a large case-parent trios cohort (EUROCRAN and ITALCLEFT). The studies have focused on functional candidate genes and genetic region identified by GWAS. Genetic polymorphism were investigated in CBS gene (homocysteine metabolism), HLA-G gene (maternal-fetal immune tolerance), IRF6 gene (Wan der Woude syndrome, the most common cleft syndrome) and GREM1 gene (antangonist of Bone Morphogenetic Protein). Analyses were performed considering the cleft phenotype and gene-environment interaction (folic acid intake and maternal smoking in early pregnancy period). A new nsOFC risk variant were identified, in close proximity to IRF6 gene; moreover, significant results were obtain underling interactions between HLA-G genotype and pregnancy specific parameters. The study on nsCP etiology, conducted in collaboration with the De Duve Institute, Leuven University (Belgium), was focused on FAF1, SOX9, MTRR, SFSWAP and MMP17 candidate genes. The study has highlighted an association between polymorphic variants of FAF1 and SOX9 genes in nsCP risk indicating a strong relation with maternal smoking during early pregnancy.
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MELONI, CRISTIANA. "Identificazione di una variante missenso nel gene RBM10 in una famiglia sarda con disabilità intellettiva X-linked." Doctoral thesis, Università degli Studi di Cagliari, 2016. http://hdl.handle.net/11584/266631.
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X-linked intellectual disability (XLID) is a heterogeneous disorder, and mutations causing monogenic XLID have now been reported in over 100 genes. We report a five-generation Sardinian family in which seven affected male family members had intellectual disability and craniofacial dysmorphisms. Large-scale next generation exome resequencing of X chromosome genes detected a rare missense variant (c.995G>A, p.Arg332His) located within a highly conserved domain in the RBM10 gene at Xp11.23. Sanger sequencing confirmed the presence of the variant in affected males and in their mothers. The variant was not present in non affected male family members, has not been reported in variant databases and is disease-causing according to a web-based prediction tool. RBM10 is an RNA binding protein involved in the regulation of transcription, alternative splicing and message stabilization. RBM10 nonsense and frameshift mutations are associated with TARP syndrome characterized by Talipes equinovarus, Atrial septal defect, Robin sequence and Persistence of the left superior vena cava and pre- or postnatal lethality in affected males. RBM10 has not been reported in XLID patients until now. Genic intolerance score suggested that RBM10 may be “intolerant” of functional mutations. Although our finding suggest that RBM10 is a reasonable candidate gene for XLID, functional studies and mutations screening in other patients are needed to prove a definite causal relationship between the variant and the phenotype.
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Shams, Shiva. "Diversity, impact and fate of cyanobacterial toxins in freshwater ecosytems." Doctoral thesis, country:DE, 2015. http://hdl.handle.net/10449/24890.
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Massive proliferations of cyanobacteria (bloom) are common in aquatic environments worldwide. These blooms are often toxic due to the presence of hepatotoxins or neurotoxins and have become a worldwide environmental problem. Various incidents of animal and human poisonings have been
attributed to these toxins. Therefore, monitoring of potentially toxic cyanobacteria and the associated toxins need to be investigated routinely in each water body. In the first part of present study, LC-MS methods were applied for identifying and quantifying cyanotoxins diversity in Lake Garda. Anatoxin-a (ATX) and microcystins (MC) were always present in this lake with a different seasonal pattern. ATX represented an early summer peak, while MC showed a typical late summer-early autumn peak.The results of toxin analysis also revealed the
presence of 5 variants of MC in this lake, but the variants MC-RRdm was always dominant over the others. In another chapter of this thesis the kinetic aspects of MC transfer from Planktothrix rubescens to Daphnia magna was investigated. Models of MC accumulation obtained from this part of study differed largely as a result of the duration of exposure and initial MC concentrations used. Within the first 24 h of exposure, MC accumulation in D. magna was linear, irrespective of the initial densities
of toxic P. rubescens and MC concentrations. After 48h of exposure, MC accumulation in D. magna showed an exponential pattern. In the last part of this study, the taxonomic identification of new Oscillatoriales was carried out adopting a polyphasic approach and new potential ATX producers were screened through chemical characterization and identification of specific toxins encoding genes. The analyses were made on
several strains isolated from environmental samples collected in Lake Garda. The results allowed identifying a new ATX producer, Tychonema bourrellyi. This is the first
discovery of a planktonic genus belonging to the Oscillatoriales able to produce ATX
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Libri, D. V. "ANALISI MOLECOLARE E FUNZIONALE DI NUOVE VARIANTI PATOGENETICHE E IDENTIFICAZIONE DI NUOVI GENI CANDIDATI, NELLA PIÙ VASTA CASISTICA ITALIANA DI IPOGONADISMO IPOGONADOTROPO E SINDROME DI KALLMANN." Doctoral thesis, Università degli Studi di Milano, 2012. http://hdl.handle.net/2434/171960.
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Idiopatic Central Hypogonadism (ICH) is a rare pathology with a strong genetic component, in which hypothalamic and pituitary dysfunctions involving development and/or functionality of GnRH neurons, cause a reduced or absent gonads functionality. This disease can occur in association with anosmia or hyposmia, (Kallmann Syndrome, KS) o with a normal sense of smell (normosmic idiopathic hypogonadotropic hypogonadism, nIHH) and it shows an extreme phenotypic variability. Despite the identification of 14 genes implicated in the pathogenesis of the disease, approximatively 70% of ICH cases remains idiopathic. Among the causative genes, a role of particular importance is covered by the the Prokineticin pathway, in particular the Prokineticin-2 (PROK2) and its receptor (PROKR2). In fact, in approximately 10% of cases of ICH is possible to identify a genetic variant in one of these two genes such as pathogenetic event of the disease. The receptor PROKR2 belongs to the family of G-protein coupled receptor (GPCR). Its activation, through the binding with PROK2, determines the activation of protein Gq, Gs and Gi, a consequent production of IP3, cAMP and subsequently the mobilization of intracellular calcium. To date in literature have been described 27 PROKR2 mutations and the functional studies performed on a minority of them have only evaluated the effects on the Gq-IP3 signal transduction pathway. Nevertheless a growing number of works in the field of GPCRs demonstrates the importance of the functional studies of all the possible pathways related to a single receptor in order to interpret the functional consequences of genetic variants identified.
In the present work we have developed two main lines of research starting from the wider availability of Italian cohort of ICH patients.
In the first part of this work we have carried out studies of genetic screening of a cohort of 217 patients, considering the main causative known genes for that pathology, including PROKR2. Genetic variants identified in PROKR2 were then characterized by a functional point of view to test their potential pathogenic role. This screening allowed the identification of seven PROKR2 missense variants (V158I, L173R,T260M, R268C, V274D, V331M and V334M) of which 3 have not yet been described in the literature; in addition to 2 variants nonsense (15fsX45, 20fsX43). The variants identified have been inserted by site-directed mutagenesis into vectorsSPRT-PROKR2-pcDNA3, characterized by the presence of a Rhodopsin tag at the N-terminus of the receptor. This allows the display of the cellular localization of the mutants by binding with an anti-rhodopsin antibody. The constructs thus generated were transfected into HEK 293 cells and CHO for the following functional studies. The FACS analysis revealed that all variants have a reduced membrane expression (reduction of 11-55%), with the exception of the mutation V334M, which shows an expression slightly exceeding that of the wild-type receptor. Functional assays were then performed with the generation of concentration-effectcurves for both IP1 that for cAMP. The results obtained show how the mutation T260M, R268C, V274D, V331M and V334M cause a strong reduction of the signal mediated by the Gq protein , while the signal of cAMP mediated by the Gs protein is significantly reduced in the mutant L173R andV334M. The V334M and V274D mutations are characterized by a marked inactivation of both pathways. Finally analyzing the homology model of PROKR2 it appears evident that the variant V331M is localized at the level of a highly conserved domain (the motif NPXXY), involved in signal transduction. These are the first experiments that analyze both transduction pathways activated by PROKR2 receptor and showing how the different variants associated with ICH can affect signal transduction pathways in a very variable manner. In particular, some variants causing inability to stimulate the two pathways, suggesting that the integrity of both is necessary for normal development and function of GnRH-secreting neurons.
The second part of this thesis, it was instead intended to further clarify the genetic mechanisms (and eventually epigenetic) about the ethiopathogenesis underlying ICH. To conduct these studies we used the techniques of SNPs and CNVs genotyping , on a selected series of familial cases of ICH. For each patient were analyzed 660,000 SNPs and CNVs 100,000, then comparing them with a large database of apparently healthy controls in our possession, in a case / control analysis. The analyzes focused on the identification of SNPs and on the presence of CNVs significantly correlated with ICH and on an family type analysis to detect extended regions of homozygosity in patients (LOH = Loss of Heterozigosity regions). A first macroscopic analysis of the data obtained shows that the number and extent of the deletions in single copy is significantly higher in cases of ICH, compared to controls. The analysis of SNPs and CNVs showed, among the 30 identified loci four genes (CNTNAP2, GPC, RAB39B and PPFIA2) that for expression and molecular function seem to be good candidates for direct sequencing screening in ICH patients. Furthermore we have identified three clusters of microRNA (mir4275, mir507/508/509,mir320D2), suggesting for the first time a potential involvement of these molecules in ICH pathogenesis. Analyzing instead the genes that reside in LOH areas , it is possible to observe an enrichment for certain pathways or protein families, such as: the FGFR pathway; cadherins and cell adhesion molecules (CAM); receptors and ligands involved in the differentiation of the central nervous system (CNS), hypothalamus and pituitary; genes associated with midline defects or with Prader-Willi and Angelmann syndrome; plexins and RAB proteins.
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SABBATINI, DANIELE. "Identificazione e caratterizzazione dei modificatori genetici della DMD." Doctoral thesis, Università degli studi di Padova, 2022. http://hdl.handle.net/11577/3458325.
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Background: Despite promising advances made in the past 30 years owing to the identification of the molecular bases of Duchenne muscular dystrophy (DMD), several obstacles remain for a full translation of novel therapies into clinical practice, and DMD patients and their families must still cope with severe disability and grim perspectives for the future. One of the most challenging hurdles to the success of clinical trials is the considerable inter-patient variability in terms of age at presentation, weakness progression, and degree of involvement of the central nervous system (CNS) observed in DMD, that is, the relevant phenotypic variability of DMD. The genetic background, that is, variations in genes different from disease genes, is increasingly believed to modulate the phenotype of Mendelian diseases. These trans-acting variants are called genetic modifiers.
In this thesis, we aimed to deepen current understanding of these mechanisms. Therefore, the following aims were formulated.
Aims:
• In this project, we aimed to perform a genome-wide association study (GWAS) to search for DMD modifier loci, leveraging on clinical data and DNA samples from a large cohort of DMD patients followed by the Consortium of Italian Centers, which has collaborated to study DMD natural history over the past decade. In this thesis we present preliminary data on 265 DMD patients, but the final GWAS (still in progress, delayed by the Covid-19 pandemic) will include 700+ patients.
• We also aimed to identify candidate variants involved in the modulation of the CNS phenotype in dystrophinopathies, by performing whole genome sequencing (WGS) in a pair of DMD siblings with discordant cognitive phenotypes and by filtering variants using a dedicated bioinformatic algorithm.
• Lastly, we aimed to verify if known genetic modifiers of loss of ambulation (LoA) in DMD, both cis and trans acting, also affect the Performance of the Upper Limbs measured with the PUL test. Moreover, all associations were tested for validation in an independent cohort (i.e. Cooperative International Neuromuscular Research Group Duchenne Natural history Study, CINRG-DNHS) in which patients had been tested using the Brooke scale for upper limb function.
Results:
• We identified a list of SNPs with a suggestive p value, revealing the presence of a candidate locus in chromosome 1, at a distance of ~3,800 bp upstream of the C1orf21 locus, whose functional meaning needs to be further elucidated.
• Regarding WGS in a pair of DMD siblings with discordant cognitive phenotypes, we focused our attention on two SNPs, and a deletion resulting from the breakdancer analysis. All of these variants reside within in a risk-genes for autism, and are co-expressed with dystrophin. The first one is a single SNP upstream of ANK3, and the second an intronic variant in NRXN3, encoding the dystrophin-associated glycoprotein neurexin 3. Both of these variants were previously identified in a WGS study of ASD twins. In our family, the younger brother (suffering from ASD) was heterozygous for both of these variants, while the elder was homozygous for the wild-type allele at both loci.
• Finally, significant associations were observed between additive CD40 rs1883832 genotype and shoulder/distal PUL subscores, with a trend of association in the total score. Additive ACTN3 rs1815739 genotype was also significantly correlated with elbow and distal subscores Moreover, it was possible to assess a significant association of CD40 rs1883832 and SPP1 rs28357094 with the Brooke score in the CINRG-DNHS cohort.<br>Background: Despite promising advances made in the past 30 years owing to the identification of the molecular bases of Duchenne muscular dystrophy (DMD), several obstacles remain for a full translation of novel therapies into clinical practice, and DMD patients and their families must still cope with severe disability and grim perspectives for the future. One of the most challenging hurdles to the success of clinical trials is the considerable inter-patient variability in terms of age at presentation, weakness progression, and degree of involvement of the central nervous system (CNS) observed in DMD, that is, the relevant phenotypic variability of DMD. The genetic background, that is, variations in genes different from disease genes, is increasingly believed to modulate the phenotype of Mendelian diseases. These trans-acting variants are called genetic modifiers.
In this thesis, we aimed to deepen current understanding of these mechanisms. Therefore, the following aims were formulated.
Aims:
• In this project, we aimed to perform a genome-wide association study (GWAS) to search for DMD modifier loci, leveraging on clinical data and DNA samples from a large cohort of DMD patients followed by the Consortium of Italian Centers, which has collaborated to study DMD natural history over the past decade. In this thesis we present preliminary data on 265 DMD patients, but the final GWAS (still in progress, delayed by the Covid-19 pandemic) will include 700+ patients.
• We also aimed to identify candidate variants involved in the modulation of the CNS phenotype in dystrophinopathies, by performing whole genome sequencing (WGS) in a pair of DMD siblings with discordant cognitive phenotypes and by filtering variants using a dedicated bioinformatic algorithm.
• Lastly, we aimed to verify if known genetic modifiers of loss of ambulation (LoA) in DMD, both cis and trans acting, also affect the Performance of the Upper Limbs measured with the PUL test. Moreover, all associations were tested for validation in an independent cohort (i.e. Cooperative International Neuromuscular Research Group Duchenne Natural history Study, CINRG-DNHS) in which patients had been tested using the Brooke scale for upper limb function.
Results:
• We identified a list of SNPs with a suggestive p value, revealing the presence of a candidate locus in chromosome 1, at a distance of ~3,800 bp upstream of the C1orf21 locus, whose functional meaning needs to be further elucidated.
• Regarding WGS in a pair of DMD siblings with discordant cognitive phenotypes, we focused our attention on two SNPs, and a deletion resulting from the breakdancer analysis. All of these variants reside within in a risk-genes for autism, and are co-expressed with dystrophin. The first one is a single SNP upstream of ANK3, and the second an intronic variant in NRXN3, encoding the dystrophin-associated glycoprotein neurexin 3. Both of these variants were previously identified in a WGS study of ASD twins. In our family, the younger brother (suffering from ASD) was heterozygous for both of these variants, while the elder was homozygous for the wild-type allele at both loci.
• Finally, significant associations were observed between additive CD40 rs1883832 genotype and shoulder/distal PUL subscores, with a trend of association in the total score. Additive ACTN3 rs1815739 genotype was also significantly correlated with elbow and distal subscores Moreover, it was possible to assess a significant association of CD40 rs1883832 and SPP1 rs28357094 with the Brooke score in the CINRG-DNHS cohort.
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Soli, Andrea. "Identificazione di strutture reticolari mediante prove dinamiche e algoritmi genetici." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017.
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Nel presente elaborato di tesi viene descritto un metodo di indagine che, mediante prove dinamiche e misure di accelerazione, si propone di identificare eventuali danneggiamenti in strutture reticolari spaziali. L’identificazione consiste, sulla base di dati sperimentali in termini di frequenze proprie del sistema, nel determinare, con la migliore precisione possibile l’area della sezione trasversale degli elementi.
Il problema è formulato come un problema di ottimizzazione e l’identificazione è condotta mediante l’utilizzo di Algoritmi Genetici (brevemente GAs). In particolare, una funzione obiettivo misura la differenza tra le grandezze misurate sperimentalmente e le grandezze ottenute numericamente mediante un codice FEM della struttura in esame. Il principio cui sono ispirati gli algoritmi genetici fa sì che questi ricerchino il miglior individuo all’interno di una popolazione che rappresenta le possibili soluzioni del problema.
Si riportano i dati ottenuti, mediante prove dinamiche, su una struttura reale, che permettono di ottenere informazioni sui parametri modali: frequenze proprie e smorzamento. Si confrontano, infine due differenti tipi di sensori di accelerazione, dimostrando la validità e i possibili benefici dell'utilizzo di sensori con tecnologia MEMS nell'ambito della misura delle vibrazioni.
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Criscio, Davide. "identificazione di danneggiamenti in strutture reticolari mediante algoritmi genetici e prove dinamiche." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017.
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La valutazione dello stato di salute delle costruzioni, unitamente all'identificazione e quantificazione di eventuali danneggiamenti in esse presenti, costituiscono un tema di fondamentale importanza nell'ambito dell'Ingegneria Civile. Contestualmente, la necessità di ottenere risultati attendibili, in aggiunta al bisogno di arrecare il minimo disturbo possibile alle strutture indagate, ha condotto allo sviluppo di criteri all'avanguardia in grado di rispondere alle esigenze suddette. Le metodologie maggiormente impiegate nella diagnostica e nel monitoraggio delle strutture possono essere sostanzialmente suddivise in:
• Tecniche di identificazione di tipo statico;
• Tecniche di identificazione di tipo dinamico
Le prime vengono impiegate nella valutazione di parametri variabili lentamente, durante un periodo di osservazione significativo a farne percepire la tendenza, e vengono utilizzate per la valutazione di lesioni negli edifici dovute a spostamenti e rotazioni degli stessi. Le seconde, trovano applicazione nella valutazione delle caratteristiche vibrazionali della struttura oggetto di indagine (frequenze, modi propri, smorzamenti). Il progredire della Ricerca Scientifica, parallelamente all'introduzione di strumenti di calcolo dalle importanti capacità computazionali , ha reso possibile lo sviluppo di metodologie avanzate (non distruttive) basate su specifici approcci numerici, in grado di restituire importanti informazioni in merito ai sistemi strutturali indagati. All'interno del presente lavoro di tesi viene riportato il risultato di un approccio numerico/sperimentale inerente il tema dell'identificazione strutturale. L'attenzione viene rivolta all'identificazione del danneggiamento all'interno di strutture reticolari, mediante l'utilizzo di Algoritmi Genetici e prove dinamiche.
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Gotti, Carlo. "Utilizzo di algoritmi genetici nell'ambito della bioingegneria: Applicazione alla identificazione di modelli cardiaci." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2013. http://amslaurea.unibo.it/6446/.
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In questo studio sarà trattato lo sviluppo degli algoritmi genetici, uno strumento di calcolo nato ispirandosi alle leggi Darwiniane sull’evoluzione naturale. Questi algoritmi, le cui basi furono introdotte a partire dagli anni '40, mirano alla risoluzione di una vasta categoria di problemi computazionali utilizzando un approccio differente, basato sulle regole di mutazione e ricombinazione proprie della genetica. Essi permettono infatti di valutare delle soluzioni di partenza e, grazie alle variazioni introdotte dalla modifica casuale o dalla ricombinazione di queste, crearne di nuove nel tentativo di convergere verso soluzioni ottimali.
Questo studio si propone come una descrizione di questo strumento, dei suoi sviluppi e delle sue potenzialità in ambito bioingegneristico, focalizzandosi sul suo utilizzo recente nell’ identificazione parametrica di modelli cardiaci.
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DE, MICHELE MARIA. "Genetic fingerprinting and potential grape quality of old Vitis vinifera genotypes." Doctoral thesis, Università di Foggia, 2016. http://hdl.handle.net/11369/363064.
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Il recupero e valorizzazione delle risorse genetiche tipiche di una specifica area è importante non solo
per salvaguardare la biodiversità vegetale, ma anche per promuovere l’immagine territoriale e la
diversificazione dell’offerta dei prodotti alimentari.
La Puglia è un’antica regione viticola, con un ricco patrimonio di varietà di vite. L'area della Daunia,
in provincia di Foggia (Nord della Puglia), è la principale area viticola pugliese in termini di superficie
e di produzione.
Un totale di 35 genotipi di vite reperiti in tre diverse aree delle provincia dauna sono stati caratterizzati
utilizzando quattordici marcatori microsatelliti (VVS2, VVMD5, VVMD7, VVMD27, VrZAG62,
VrZAG79, VVMD25, VVMD28, VVMD32, VVMD6, VVMD17, VVMD21, VVMD24, VMC1b11)
per valutare la loro diversità genetica e analizzando le principali caratteristiche qualitative delle uve dal
punto di vista tecnologico e fenolico, al fine di valutare il potenziale enologico di questi genotipi.
Dalle analisi genetiche, sono stati trovati 30 diversi profili genetici e 3 sovrapposizioni. Confrontando i
30 profili genetici con quelli inclusi nei database internazionali e con quelli individuati da altre
Istituzioni scientifiche, sono stati identificati 23 genotipi. La maggior parte di loro (87%) corrispondono
a cultivar iscritte al Catalogo Nazionale delle Varietà di Vite (RNVV); i restanti genotipi (13%) non
sono iscritti nel RNVV. Il profilo genetico degli altri 7 genotipi non è stato trovato in nessun database;
pertanto, ciascuna di queste accessioni può essere considerata “genotipo unico”.
Per quanto riguarda il potenziale enologico di queste accessioni, la maggior parte di esse ha mostrato
caratteristiche qualitative interessanti. In particolare, tra i genotipi considerati “unici”, quattro
accessioni, due a bacca bianca e due a bacca nera, hanno mostrato una buona attitudine per la produzione
di vini monovarietali dotati di un buon grado alcolico, una buona stabilità, struttura, colore e sapore,
ma, anche, per la produzione di uvaggi con altri vitigni.
In conclusione, questo studio ha evidenziato la ricchezza di vecchi genotipi di vite coltivate nella
provincia di Foggia e le capacità enologiche dell'uva prodotta da questi genotipi, analizzando gli aspetti
tecnologici e le caratteristiche fenoliche utili per sostenere la realizzazione di vini monovarietali o di
vini ottenuti dalla miscelazione di diverse varietà locali.<br>The recovery and valorization of genetic resources typical of a specific growing area is fundamental to
preserve the specie genetic pool, and presently it is thought as a strategy to promote the territorial
identity and the diversification of the local food products.
Apulia is an ancient grapevine-growing region, having a rich heritage of grapevine varieties. The Daunia
area, in the Foggia province (Northern Apulia), is the main Apulian viticultural area in terms of surface
and production.
A total of 35 grapevine genotypes found in three different areas of the province dauna were
characterized using fourteen microsatellite markers (VVS2, VVMD5, VVMD7, VVMD27, VrZAG62,
VrZAG79, VVMD25, VVMD28, VVMD32, VVMD6, VVMD17, VVMD21, VVMD24, VMC1b11)
to evaluate genetic diversity and assessing the main qualitative characteristics of their grapes from a
technological and phenolic point of view, in order to evaluate the potential interest of these genotypes
for the oenological use.
According to their genetic profiles at SSR loci, 30 different genetic profiles and 3 overlays were found.
Comparing the 30 genetic profiles with those included in international databases or with those detected
by other scientific Institutions, 23 genotypes have been identified. Most of them (87%) were found to
match cultivars enrolled in National Catalogue of Grapevine Varieties (RNVV); the remaining
genotypes (13%) are not enrolled in RNVV. The genetic profile of the other 7 genotypes was not found
in any database; thus, by now, each of these accessions can be considered as being a “unique genotype”.
As concerns the oenological potential of the accessions, all of them showed interesting traits. In
particular, among the genotypes considered “unique”, four accessions, two white-berry accession and
two black berry-accessions, showed a good attitude for the production of mono-varietal wines with a
good level of alcohol, stability, structure, color and flavor, but, also for the production of blended wines.
In conclusion, this study has highlighted the richness of old grapevine genotypes grown in the Foggia
province and the oenological skills of the grape produced by these genotypes, analyzing the
technological and the phenolic traits that may be useful to support the making of mono-varietal wines
or that of wines obtained by blending more local varieties
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FIORITI, SIMONA. "Identificazione di geni di oxazolidinone resistenza e caratterizzazione degli ambienti genetici in enterococchi di origine suina isolati in allevamenti della regione marche." Doctoral thesis, Università Politecnica delle Marche, 2021. http://hdl.handle.net/11566/290939.
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Obiettivi: Studiare la presenza, i contesti genetici e la trasferibilità dei geni di resistenza agli oxazolidinoni in enterococchi di origine suina.
Materiali e Metodi: Sono stati raccolti 255 campioni fecali da 76 allevamenti di suini della regione Marche. Tutti gli enterococchi resistenti al florfenicolo sono stati analizzati, mediante PCR, per la presenza dei geni optrA, cfr e poxtA. Gli isolati con almeno un determinante di resistenza al linezolid sono stati saggiati mediante test di sensibilità (MIC e E-test). E’ stato inoltre studiato: (i) il trasferimento dei geni di oxazolidinone-resistenza mediante saggi di coniugazione su filtro; (ii) la localizzazione dei determinanti di resistenza tramite S1-PFGE, Southern blotting ed esperimenti di ibridazione utilizzando sonde specifiche; (iii) i contesti genetici e la clonalità mediante analisi genomica dei ceppi [Whole Genome Sequencing (WGS)].
Risultati: Nello studio sono stati isolati 145 enterococchi resistenti al florfenicolo da campioni fecali di suini. Trenta enterococchi resistenti al florfenicolo, provenienti da 23 allevamenti, avevano almeno un gene di resistenza al linezolid. optrA è risultato essere il gene di resistenza al linezolid più diffuso (23/30 ceppi), mentre cfr e poxtA sono stati rilevati rispettivamente in 6/30 e 7/30 isolati enterococcici. L'analisi WGS ha anche mostrato la presenza del gene cfr(D) in Enterococcus faecalis (n=2 isolati) e in Enterococcus avium (n=1 isolato). Saggi di ibridazione hanno mostrato che i geni di resistenza al linezolid erano localizzati sia sul cromosoma che su plasmidi di diverse dimensioni (range ~ 25 - ~ 240 kb). Dodici isolati erano in grado di trasferire geni di resistenza al linezolid ai ceppi riceventi E. faecalis JH2-2 e/o E. faecium 64/3. L'analisi WGS ha evidenziato una ampia variabilità dei contesti genetici optrA identici o correlati a trasposoni (Tn6628 e Tn6674), plasmidi (pE035 e pWo27-9) e regioni cromosomiche. Gli ambienti genetici di cfr mostravano alti livelli di identità nucleotidica sia con il trasposone Tn6644 che con una regione dal plasmide p12-2300; i contesti genetici del gene cfr(D) erano correlati alla regione corrispondente del plasmide 4 di E. faecium E8014; il gene poxtA era sempre localizzato sul trasposone Tn6657. Le forme circolari sono state ottenute solo per i contesti genetici di optrA e poxtA. Le analisi delle relazioni filogenetiche hanno rivelato la presenza di cloni di E. faecalis (ST16, ST27, ST476 e ST585) ed E. faecium (ST21) di origine umana.
Conclusione: I risultati di questo studio evidenziano un’ampia distribuzione dei geni di oxazolidinone-resistenza negli enterococchi di origine suina nell'Italia centrale e confermano la diffusione della resistenza al linezolid negli ambienti animali.<br>Objectives: To investigate the occurrence, the genetic environments and the transferability of oxazolidinone resistance genes in enterococci of swine origin.
Materials and Methods: A total of 255 faecal samples were collected from 76 pig farms of Marche region. Selected florfenicol-resistant enterococci were screened for optrA, cfr, and poxtA genes by PCR. Isolates with at least one linezolid resistance determinant were tested for their susceptibility. Resistance genes transfer (filter mating), localization (S1-PFGE/hybridization), genetic contexts and clonality (WGS) were analyzed.
Results: One hundred forty-five florfenicol-resistant enterococci were isolated from swine fecal samples. Thirty florfenicol-resistant enterococci from 23 farms had at least one linezolid resistance gene. optrA was found to be the most widespread linezolid resistance gene (24/31), while cfr and poxtA were detected in 6/31 and 7/31 enterococcal isolates, respectively. WGS analysis also showed the presence of the cfr(D) gene in Enterococcus faecalis (n = 2 isolates) and in Enterococcus avium (n = 1 isolate). The linezolid resistance genes hybridized both on chromosome and plasmids ranging from ~25 to ~240 kb. Twelve isolates were able to transfer linezolid resistance genes to enterococci recipients. WGS analysis showed a great variability of optrA genetic contexts identical or related with transposons (Tn6628 and Tn6674), plasmids (pE035 and pWo27-9) and chromosomal regions. cfr genetic environments showed identities with Tn6644-like transposon and a region from p12-2300 plasmid; cfr(D) genetic contexts were related to the corresponding region of the plasmid 4 of Enterococcus faecium E8014; poxtA was always found on Tn6657 transposon. Circular forms were obtained only for optrA- and poxtA-carrying genetic contexts. Clonality analysis revealed the presence of clones of E. faecalis (ST16, ST27, ST476, and ST585) and E. faecium (ST21) previously isolated from humans.
Conclusions: These results demonstrate a dissemination of linezolid resistance genes in enterococci of swine origin in Central Italy and confirm the spread of linezolid resistance in animal settings
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Molteni, A. "PROFILI SOSPETTI. STRUMENTI DI IDENTIFICAZIONE CRIMINALE E PRATICHE DI CLASSIFICAZIONE: LA BANCA DATI NAZIONALE DEL DNA." Doctoral thesis, Università degli Studi di Milano, 2011. http://hdl.handle.net/2434/160738.
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The empirical research discussed in this thesis is aimed at investigating the establishment and implementation of the Italian DNA databank arranged on the base of the Prüm treaty and set up with the law n.85 of 30th June 2009. This archive of criminal DNA profiles operates as part of a broader set of tools for the regulation and the government of phenomena and situations that at some point have been presented as a problem and defined as a threat. The implementation of this “instrument” has been taken into account as an exemplary moment of the production of a larger dispositif of securitization and has been contextualised within a broader process of constitution, development and integration of national databases in the European framework of police and judicial cross-border cooperation. At a more general level the inquiry deals with classifications that define certain "kinds of people" (the criminal, the recidivist, the suspect). Special attention has been devoted to the scientific knowledge that support and justifies them, to the political discourses that makes theme effective and to the technical instruments they use, particularly that peculiar kind of tools represented by genetic and biometrics databases used for personal identification in criminal investigations, and in the management of public security and borders in EU.
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Venturini, Luca. "Gemello digitale di un ponte in muratura mediante analisi modale operazionale e algoritmi genetici." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2022.
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Il monitoraggio strutturale è un processo che, nell’ambito ingegneristico, mira a identificare la nascita e/o l’evoluzione del danno nelle strutture. Il paradigma prevede l’installazione di sensori sulla struttura, per monitorarne nel tempo alcuni parametri, e l’utilizzo di modelli strutturali e algoritmi che a partire dai dati misurati siano in grado di rilevarne eventuali danni.
In seno al monitoraggio strutturale vive il problema di identificazione strutturale, cioè l’insieme di strategie analitiche e sperimentali atte a calibrare i modelli strutturali, quindi a generare dei gemelli digitali delle strutture. Queste strategie si basano sull'estrazione di caratteristiche dai dati misurati, con tecniche di identificazione quali la Analisi Modale Sperimentale (EMA) e l’Analisi Modale Operazionale (OMA), e di schemi di ottimizzazione euristici che operano allo scopo di “aggiornare” i modelli strutturali.
La tesi si è focalizzata sulla generazione di un gemello digitale, ai fini del monitoraggio strutturale, di un ponte ferroviario multi-campata in muratura, sulla linea ferroviaria Foggia-Napoli. Attraverso l’analisi statica e dinamica, condotte su due modelli a elementi finiti (FEM) realizzati con i software Abaqus e SAP2000, è stato possibile calcolare dati quali le frequenze naturali e le deformate modali (caratteristiche del ponte iniziale). Si è poi proceduto a definire possibili scenari di danno variando la rigidezza di alcune parti/porzioni del ponte, utilizzati poi per estrarre i dati dei ponti danneggiati (caratteristiche del ponte danneggiato).
Attraverso uno schema agli algoritmi genetici, il modello iniziale è stato aggiornato generando il gemello digitale del ponte danneggiato. L’algoritmo genetico implementato sul software Matlab prevede un processo iterativo volto a minimizzare una funzione obiettivo basata sulla differenza tra le frequenze del ponte iniziale e quelle del ponte danneggiato, al variale di alcuni parametri fisici del modello.
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Durante, Sandra <1980>. "Identificazioni di nuove alterazioni genetiche nell'adenocarcinoma duttale pancreatico e nelle lesioni pre cancerose mediante tecnologia Whole Genome Sequencing e Oncoscan Array." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020. http://amsdottorato.unibo.it/9264/1/TESI%20DI%20DOTTORATO%20SANDRA%20DURANTE.pdf.
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L’Adenocarcinoma pancreatico (PDAC) è uno dei tumori più letali con un tasso di sopravvivenza a cinque anni di circa il 5%. Un certo miglioramento nell’outcome di questa neoplasia si è ottenuto con lo sviluppo delle terapie target e con l’introduzione di innovativi schemi chemioterapici, quali il FOLFIRINOX e l’associazione gemcitabina più Nab-Paclitaxel, ma la percentuale delle persone che ne beneficia è bassissima.Attualmente il cancro del pancreas non è ascrivibile al gruppo dei tumori meglio caratterizzati sotto il profilo biologico e, a dispetto delle numerose informazioni fornite dagli studi di caratterizzazione genetica della neoplasia condotti negli ultimi anni, non è ancora ad oggi ipotizzabile un risvolto clinico di tali conoscenze. Sulla base di queste premesse lo scopo di questo progetto è stato quello di analizzare alterazioni genetiche che caratterizzano l’eterogenità dell’adenocarcinoma pancreatico tramite sequenziamento massivo dell’esoma (WES) e analisi mediante tecnologia l’Oncoscan FFPE Assay, di campioni bioptici, tessuto fresco, e paraffinato provenienti da tumori pancreatici a diversi stadi di malattia (resecabili, localmente avanzati e metastatici). Quindi si è verificato o meno la correlazione di profili mutazionali con il diverso andamento clinico dei pazienti sottoposti al trattamento medico, chemioterapico o radio-chemioterapico integrato. In particolare questo progetto è stato condotto su circa 20 campioni in paraffina con metodologia Oncoscan Affymetrix FFPE per l’identificazione di copy number variation e su 30 campioni di tessuto fresco o bioptico con tecnologia WES per la ricerca di mutazioni puntiformi. Questo approccio integrato potrebbe permettere di avere un quadro biologico completo di tutte le alterazioni genetiche della malattia dalla lesione precancerosa al carcinoma metastatico per poter permettere di capire quale o quali sono gli eventi neoplastici che lo generano e poter quindi permettere uno studio farmacologico più mirato e più efficace.<br>PDA is the fourth leading cause of cancer death, with a 5-years survival rate of 5% . Surgery remains the most effective treatment, but only 20% of patients are suitable for radical resection. Advances in chemotherapy, represented by FOLFIRINOX and by gemcitabine plus nab-paclitaxel regimens, have resulted in a modest outcome improvement..A thorough understanding of the genetic changes that will drive pancreatic carcinogenesis can lead to identification of biomarkers for early detection and targets for therapy.
We used an approach with high resolution cytogenetic analysis Oncoscan Array and WES a bioinformatic, clinically-oriented interpretation of data to understand what are the most relevant pathways altered in precursor lesions and overt cancers to identify new therapeutic options for patients affected by PDA.
In this study a total of 20 formalin fixed paraffin embedded samples from IPMN, profiled by Oncoscan and were analysed 30 fresh-frozen biopsies by WES .
We identified in IPMN multiple copy number alterations and interestingly, differences were seen in the lesions at different stages, with 7 IPMN with low-intermediate dysplasia carrying a nearly normal karyotype and 13 IPMN with complex Karyotype (> 4 alterations), showing high grade dysplasia. A specific gain of chromosome arm 3q was found in IPMN with complex Karyotype (92%). This gain of 3q is particularly interesting for the presence of oncogenes such as PIK3CA, GATA2 and TERC that are part of pathways that deregulate cell growth and promote disease progression. In 30 sample analyzed with WES our results confirmed the high prevalence of KRAS, CDKN2A, TP53 and SMAD4 mutations. In particular, 93.7% of tumor samples exhibited somatic mutations acti¬vating KRAS and gene amplifications .The identification of these markers at an early stage of disease onset helps to identify patients at risk for cancer progression and new candidates for a more specific targeted therapy
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MILANI, CHANTAL. "Identificazione dei corpi senza nome in Lazio: odontologia e antropologia forense, medicina legale e genetica forense." Doctoral thesis, 2021. http://hdl.handle.net/11573/1492395.
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Secondo un protocollo elaborato dal Ministero dell'Interno, a partire dal 2017, alcuni corpi censiti nel Registro Generale dei Cadaveri Non Identificati sono stati analizzati con l'intento di raccogliere adeguatamente dati post mortem derivanti da analisi antropologiche, odontologiche, campioni biologici e indagini documentali, per compiere un tentativo di identificazione secondo i moderni protocolli di analisi. 18 corpi sepolti presso il Cimitero di Roma, sono stati analizzati con un approccio multidisciplinare: 18 sono stati oggetto di esumazione più 1, ancora inumato, ma presente nel Registro. Un approccio antropologico e odontologico tradizionale è stato utilizzato per i resti umani completamente scheletrizzati, mentre per i corpi indecomposti si è proceduto a scansione TC e autopsia dento-scheletrica virtuale. Alcuni corpi, per i quali non è stato possibile procedere alle suddette analisi, sono stati profilati attraverso un’indagine documentale. Per tutti è stato delineato un profilo antropologico, definendo popolazione di appartenenza, sesso, età, statura unitamente alle caratteristiche dentali, degli effetti personali e qualsiasi altra informazione potenzialmente utile a fini identificativi. Tutti i dati relativi al precedente recupero della salma sono stati acquisiti dagli Archivi del Tribunale e presso la P.G. operante. L’insieme delle informazioni sono state poi utilizzate per ricercare fra le persone scomparse i sospetti di identità, da approfondire per una possibile identificazione. In quattro casi, si è potuto rintracciare alcune persone scomparse compatibili che, grazie al confronto 1 a 1 hanno permesso l’identificazione dei corpi e la restituzione alle rispettive famiglie. I dati dei corpi rimasti non identificati sono stati inseriti nella relativa banca dati nazionale. Il processo con miglior rapporto costi-benefici si è rivelato essere quello in parte già proposto dall’Interpol che vede come metodi identificativi la dattiloscopia, l’odontoiatria forense e il DNA. Il presente lavoro ha permesso di accentuare l’importanza del seguire quest’ordine di applicazione delle diverse metodologie, unitamente ad una esperienza specifica degli operatori nel settore identificativo. Ciò risulta controcorrente rispetto a quanto avviene oggi in Italia nella maggioranza dei casi giudiziari che vedono al primo posto, invece, l’estrazione del DNA come metodo prioritario e privilegiato.
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SPIAZZI, Massimiliano. "Sviluppo di metodiche di tracciabilità molecolare per l'identificazione di specie, in matrici semplici e complesse, di origine animale e vegetale." Doctoral thesis, 2009. http://hdl.handle.net/11562/337436.
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Diversi fenomeni, legati alla globalizzazione, quali la comparsa nei mercati di nuovi prodotti
alimentari e iniziative di promozione per i prodotti locali con la creazione di marchi di
origine, hanno creato la necessità di sviluppare nuove metodiche analitiche atte a garantire la
qualità e il rispetto degli innumerevoli requisiti di legge imposti sulle produzioni alimentari.
Nel presente lavoro di tesi vengono trattati diversi aspetti della tracciabilità di filiera
alimentare valutando la possibilità di applicare metodiche innovative alla risoluzione di
problematiche reali.
Nel primo capitolo viene trattata la problematica relativa al rilevamento di matrici
allergeniche all’interno di alimenti. Vengono confrontate a tale scopo due metodiche
molecolari quali la PCR e la Real-time PCR con l’utilizzo di particolari sonde UPL sviluppate
commercialmente da Roche. I risultati mostrano chiaramente il vantaggio, in termini di
sensibilità di rilevazione, ottenibile mediante l’impiego della metodica di Real-time PCR con
sonde UPL che permette di ottenere limiti di rilevabilità fino a tre ordini di grandezza inferiori
rispetto alla tradizionale metodica di PCR. La semplicità della metodica sviluppata, i costi
relativamente contenuti e l’elevata sensibilità, in linea con le esigenze normative,
contribuiscono a fare di questo approccio un valido strumento per il rilevamento di matrici
allergeniche in campo alimentare.
Nella seconda parte del lavoro vengono indagate le enormi potenzialità della tecnica del DNA
barcoding per quanto riguarda l’identificazione di specie animali. In particolare è stata
sviluppata una piattaforma APEX microarray che, utilizzando i dati ottenuti mediante DNA
barcoding, risulta in grado di essere un potente, economico e rapido strumento di
identificazione. Le prestazioni di questa innovativa piattaforma sono state applicate con
successo all’identificazione di cinque specie ittiche di rilevante interesse economicocomerciale.
L’ultima parte del lavoro riguarda la ricerca e la valutazione in termini di amplificabilità e
informatività di possibili geni candidati come barcode universali per il regno vegetale. La
valutazione dei geni è stata svolta su una collezione di specie vegetali appartenenti al genere
Passiflora che riveste notevoli interessi sia in campo alimentare che in campo medicoscientifico.
Sono stati individuati due geni, rpoC1 ed ncpGS, in grado di fornire una buona
discriminazione di specie all’interno del genere Passiflora. Adottando un approccio
multilocus, è stato inoltre possibile incrementare l’accuratezza dell’identificazione e la
definizione degli alberi filogenetici generati.<br>Several phenomena related to globalization, such as the emergence of new food products and
initiatives to promote local products with the creation of labels of origin, have led to the need
to develop new analytical methods to ensure quality and compliance with the legal
requirements imposed on food production.
The present study dealt with different aspects of food chain traceability by assessing the
ability to apply innovative methods to solve real problems.
The first chapter deals with the problematic of allergenic matrix detection in food products.
For this purpose two molecular methods have been compared, namely PCR and Real-time
PCR using specific UPL probes commercially developed by Roche. The results clearly show
the advantage in terms of detection sensitivity using the method of Real-time PCR with UPL
probes that allowed us to obtain detection limits up to three orders of magnitude lower than
the traditional method of PCR. The simplicity of the methodology developed, the relatively
low cost and the high sensitivity, in line with regulatory requirements, make this approach a
reliable tool for allergen detection in food matrix.
In the second part of this work we have investigated the enormous potential of DNA
barcoding technique for the identification of animal species. We have developed an APEXmicroarray
plateform that is a powerful, economical and rapid instrument for species
identification, using data obtained by DNA barcoding. The performances of this innovative
plateform have been successfully applied for the identification of five fish species of
commercial interest.
The last part of this thesis concerned the research and the evaluation in terms of
amplificability and informativity of potential candidate genes as universal barcodes for the
vegetal kingdom. Gene assessment has been carried out on a collection of plant species
belonging to Passiflora genus that possesses noteworthy interests in food field as well as in
medical field. Two genes, namely rpoC1 and ncpGS, have been found to be able to
discriminate species in Passiflora genus. Using a multilocus approach we have been able to
improve the accuracy of the identification and the definition of phylogenetic trees.
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PURELLI, Marina. "Identificazione, caratterizzazione ed analisi funzionale di un fattore di trascrizione MYB di Vitis vinifera putativamente coinvolto nella regolazione della biosintesi dei benzenoidi volatili." Doctoral thesis, 2009. http://hdl.handle.net/11562/337347.
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Nella bacca di Vitis vinifera vengono sintetizzati i maggiori composti responsabili del profumo del
colore e dell’aroma del vino. I costituenti di profumo e aroma consistono in acidi organici,
protoantocianidine, terpenoidi, e vari precursori di aldeidi aromatiche, esteri, tioli e benzenoidi che
vengono accumulati nei vacuoli dell’esocarpo (Lund and Bohlmann, 2006).
Per quanto riguarda la regolazione della sintesi dei benzenoidi, al momento è stato identificato un
solo gene regolatore, ODORANT1, codificante una proteina MYB che controlla la sintesi dei
composti volatili da parte del fiore di Petunia hybrida cv. Mitchell (W115). Questo fattore di
trascrizione è necessario per l’espressione di geni della via dell’acido scichimico, in particolare
attivando il promotore del gene della 5-enol-piruvilscichimato-3-fosfatasi (EPSPs). In petunia,
quindi, la regolazione della sintesi dei composti volatili avviene a livello della produzione dei
precursori (Verdonk et al, 2005; Ben Zvi et al, 2008).
In questo studio si vogliono isolare e studiare i geni coinvolti nella sintesi dei principali benzenoidi
fenolici come la benzaldeide (sentore amaro, di mandorla in vino), la fenilacetaldeide, l’alcol
benzilico, l’alcol feniletilico (profumo di rosa) e la vanillina (profumo di vaniglia) che si formano
nella buccia della bacca di vite durante la maturazione e che sono coinvolti nello sviluppo
dell’aroma primario del vino (Garcia et al, 2003).
La sequenza aminoacidica di ODORANT1 di petunia è stata utilizzata per effettuare analisi
BLASTP contro il “Genoscope Blast server” (www.genoscope.cns.fr) sul genoma della vite
(French-Italian Public Consortium for Grapevine Genome Characterization, 2007). Sono stati
individuati tre putativi geni di vite con la migliore omologia di sequenza aminoacidica PhODO1:
VvODO3 (58% di omologia), VvODO2 (53% di omologia) e VvODO1 (51% di omologia).
E’ stato studiato il livello di espressione di ognuno dei tre geni di vite individuati negli organi
riproduttivi e vegetativi della pianta di V. vinifera cv. Corvina mediante esperimenti di Real-Time
RT-PCR. Secondo i livelli di trascritto registrati, ognuno di questi geni di vite può essere coinvolto
nella regolazione della sintesi dei precursori dei benzenoidi volatili in modo organo specifico.
Durante lo sviluppo, la maturazione e l’appassimento è stato studiato anche il profilo trascrizionale
di questi geni regolatori in bacche intere di V. vinifera cv. Corvina campionate nella stagione 2006.
Dai risultati è emerso che la modulazione dell’espressione di questi geni avviene durante la prima
fase dello sviluppo della bacca, prima dell’invaiatura.
Lo studio funzionale dei geni ODORANT di vite è stato avviato attraverso la “sovra espressione”
eterologa in piante di petunia wild type.
P. hybrida cv. Mitchell è stata ingegnerizzata introducendo VvODO1, VvODO2, VvODO3
separatamente e indipendentemente sotto il controllo del promotore forte e costitutivo CaMV-35S.
Le piante transgeniche rigenerate sono state esaminate mediante lo studio dei livelli di espressione
dei geni strutturali della via dell’acido scichimico e mediante lo studio della produzione di
benzenoidi dal fiore.
Per studiare i composti benzenoidi prodotti dai fiori di petunia in vivo, e per captare le emissioni
durante lo sviluppo del fiore, è stata posta una colonna SPME a raccolta dei prodotti del fiore, che è
stata successivamente eluita e sottoposta ad analisi gas cromatografiche accoppiate alla massa.
Dall’interpretazione degli spettri ottenuti dalla GC-MS, risulta evidente che “sovra esprimendo” il
fattore di trascrizione di vite ODO3, i livelli di produzione delle molecole benzenoidi aumentano,
nonostante, le analisi dei livelli di trascritti dimostrino che alcuni dei più importanti geni coinvolti
nell’intero processo non subiscano serie modulazioni.<br>The Vitis vinifera berry synthesizes the major determinants of the wine flavours, aromas, and
colours. Flavours arise from volatile compounds, such as terpenes, norisoprenoids, and thiols stored
as sugar or amino acid conjugates in the vacuoles of exocarp cells (Lund and Bohlmann, 2006).
From the scent producing P. hybrida cv Mitchell was recently identified ODORANT1, an
R2R3MYB-type transcription factor, which controls the synthesis of volatile benzenoids and
regulates, at transcriptional level, shikimate pathway by the ability to activate EPSPs promoter
(Verdonk et al, 2005; Ben Zvi et al, 2008).
In this study we would like to identify genes involved in the synthesis of the principal volatile
phenolic-benzenoids such as benzaldehyde (bitter almond taste in wine), phenylacetaldhyde,
benzyll alcohol, 2-phenylethanol (rose) and vanilline (vanilla) that are found mainly in grape berry
skin and that are involved in the primary aromas developing during berry ripening (Garcia et al,
2003).
BlastP analyses were performed against the Genoscope Blast Server (www.genoscope.cns.fr) using
the Petunia ODO1 sequence against the grapevine genome (French-Italian Public Consortium for
Grapevine Genome Characterization, 2007). Three putative grapevine genes with the best amino
acidic homology to PhODO1 were identified: VvODO3 (58% homology), VvODO2 (53%
homology) and VvODO1 (51% homology).
The expression level of each grapevine gene was analyzed in developing vegetative and
reproductive organs of plants of V. vinifera cv. Corvina (clone 48) by Real-Time RT-PCR
experiments. The results suggest that the three genes could be involved in the regulation of the
synthesis of volatile benzenoids precursors in an organ specific way. The transcriptional profile of
these regulatory genes was also studied during development, and withering of berries of V. vinifera
cv. Corvina sampled in the season 2006. The results showed that the regulation of the volatile
benzenoids synthesis seems to occur during the first phase of the berry development. VvODO1,
VvODO2, VvODO3 were independently over-expressed in P. hybrida cv. Mitchell plants.
Transgenic petunia plants and their flowers, expressing the heterologous genes, were analyzed for
the expression levels of structural genes and their floral scent production.
To analyze volatile compounds produced by petunia flowers in vivo, and to be able to follow
volatile release during flower development, a Solid Phase Micro Extraction (SPME) device is
placed in the floral headspace, which is subsequently analyzed by GC-MS.
From the results of the analysis of the GC-MS spectra, it was clear that over-expressing VvODO3
increased the production levels of benzenoids molecules, despite the unchanged RNA levels of the
major genes involved in the biosynthesis process.
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SAPIENZA, IRENE. "Caratterizzazione genetica del suino Nero Siciliano mediante tecniche di Next Generation Sequencing: Whole Genome sequencing, SNPs discovery ed identificazione di polimorfismi associati allo spessore del lardo dorsale." Doctoral thesis, 2018. http://hdl.handle.net/11570/3131008.
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Abstract
Background
Local pig breeds represent an important genetic reserve to utilize mainly for the obtaining of typical products and for recover the primitive germplasm and biodiversity manteniment.
Nero Siciliano pig is an autochthonous breed of Sicily (Italy). In contrast to modern livestock production systems, this breed is reared under semi-extensive conditions that ensure animal’s welfare and sustainability of its productions. In order to explore its genetic variability, here we present for the first time the whole genome sequencing and SNPs discovery of a male domestic Nero Siciliano pig versus the last pig reference genome Sus scrofa 11.1. Additionally, we further evaluate the genetic variation occurring in 21 selected fitness-related genes.
Results
A total of 346, 8 million paired reads were generated by sequencing the whole-genome of a single, male, Nero Siciliano pig. After quality control, 99.03% of the reads were mapped to the existing Sus scrofa reference genome, and over 11 million variants were detected. Genome-wide variation analysis revealed that Nero Siciliano pig contains, on average, 1 variant every 222 bases resulting in ~36% missense, ~0.4% nonsense and over 63% silent mutations. Structural variant analysis showed 1,261,412 indels, 196,971 replacements, 2,383 tandem duplications and 1,029 inversions. In a subset of genes involved in biological processes related to environmental adaptation and reproductive traits 6,747 variants were identified, resulting in a rate of 1 variant every ~276 bases. Among these variants, 1,132 were novel to the dbSNP151 database.
Conclusions
Explore the genetic variability of this breed can help to discover its genetic uniqueness (genes pool and alleles combination) that can explain genetic bases of its behavioural, physiological or morphological traits.<br>Abstract
Background
In recent decades, many local breeds have been subjected to genetic erosion and loss of biodiversity resulting in the impoverishment of a precious gene pool that has mainly affected marginal areas and low input breeding systems. Nero Siciliano pig is a local breed reared mainly in the Nebrodi Mountains of Sicily (Italy). In 2003 was established a Consortium for the valorization of its productions and a request to label the fresh Nero Siciliano meat with the Protected Denomination of Origin (PDO) was issued in 2005. The request for the PDO has been started also for Nero Sicliano’s cured ham in 2011.
In this study we report an in silico comparison of 48 candidate genes involved in meat quality traits, retrieved by using Nero Siciliano (NS), Large White (LW), Landrace (LAN) and Duroc (DU) genomes. The latter is the reference genome for pig (Sscrofa11.1).
We focused on genes related to muscle mass deposition and carcass fatness as these traits influence technological processes adopted for long matured pork meats products such as cured ham.
Results
More than twenty thousand variants were identified by comparing the gene set of each breed to the reference genome assembly. Of these ~22,000 were SNPs, ~3,000 short insertions and ~1,400 short deletions. Transitions / transversions ratio was 2.650 while missense/silent ratio resulting in 0.526. Furthermore, over 40% of intronic variants and ~45% of non coding transcript variants were also identified.
Among all variants detected in this study, more than 3,000 were shared among NS, LW and LAN while ~7,000 were unique for NS, ~2,000 for LW and ~6,000 for LAN. Among the unshared SNPs (5,659) of NS, 856 were in homozygosity while 4,803 in heterozygosity; 802 were novel while 4,857 were already present in dbSNP.
Conclusions
In recent decades, the FAO (Food and Agriculture Organization) has expressed concern about the progressive replacement of local breeds with improved cosmopolitan breeds, since the latter cannot compete with the autochthonous ones characterized by rusticity, resistance to disease and adaptation to reduced food availability. Many indigenous breeds’ present unique characteristics that can contribute to tackling the challenges linked to climate change, the growing demand for food connected to the increase in the world population and food security. In this study, we identified 7,293 unique variants in a subset of genes fatness-related, in Nero Siciliano pig. Unshared SNPs and fixed in the breed could be the starting point for a molecular detection of breed specific DNA markers useful for breed differentiation and the authentication of their products. Methods for the authentication of breed-specific products are key tools to defend the added economic value of these products that represent the strategy to obtain a sustainable conservation of local animal genetic resources.<br>Background
Fat deposition is a key biological process that has implications in pig economic management as it affects carcass quality and aptitude to production of cured ham. The association of single nucleotide polymorphisms (SNPs) with carcass traits in pig has been confirmed in several studies but the association depended from genetic backgrounds of different breeds. Here we present a study carried out in order to detect single nucleotide polymorphisms (SNPs) that could be associated with back fat thickness (BFT) in Nero Siciliano pigs. Genomic DNA from two groups of Nero Siciliano pigs with divergent phenotype for BFT were pooled and digested with BsuRI (HaeIII) restriction enzyme for preparation of reduced representation libraries (RRLs). Then, sequencing of the two libraries was carried out on Personal Genome Machine (Life technologies).
Results
The two RRLs produced 4124595 (BFT+) and 4052107 (BFT-) sequenced reads, which after cleaning (filtering and trimming) were mapped on Sus scrofa reference genome (Sscrofa 11.1 assembly). Only reads with mapping quality score> 20 were retained for subsequent analysis. SNP calling was performed using SNAPE, a software that implement a Bayesian approach for SNP calling in pooled samples. 47,791 putative SNPs were called by SNAPE, of these 32,235 (67.4%) were polymorphic while 15,556 (32.5%) were monomorphic. Sanger sequencing was carried out to confirm NGS data on a few regions showed alternative read count between the two libraries, in individual pigs included in each pool. Fischer’s exact test was performed in order to evaluate differences in allele frequency estimates as determined by alternative read count between the two libraries. Of all SNPs detected in this study, 22 showed enriched alleles in one or in the other RRLs. These SNPs, some of these localised in genes involved in fat metabolism, might be potential markers associated with BFT in Nero Siciliano pig. Conclusions
Fatness-related traits, in particular the backfat thikness, are very important in pig production since they influence meat quality and technological processes adopted for long matured products such as cured ham. For valorisation of Nero Siciliano’s productions, a request to label the fresh meat with the Protected Denomination of Origin (PDO) was issued in 2005 while for Nero Sicliano’s cured ham the request for the PDO has been started in 2011. In this study, we identified SNPs potentially associated with BFT that might be utilized for applications in breeding programs. Attitude to high fat deposition (in particular in neck, withers and back) for the Nero Siciliano pig is known and our results could contribute to explain the biology of fat metabolism in this breed.
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MARIESCHI, Matteo. "Identificazione di possibili sofisticazioni in preparati commerciali di origano Mediterraneo ed analisi genetica di Origanum spp. mediante marcatori molecolari genomici: Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) e Sequence Characterized Amplified Region (SCAR)." Doctoral thesis, 2010. http://hdl.handle.net/11381/2306929.
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RINALDI, MARIANNA. "Identificazione di fattori di rischio genetici, alimentari e comportamentali nell’invecchiamento cerebrale in Val Cenischia (Piemonte)." Doctoral thesis, 2014. http://hdl.handle.net/2158/851897.
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L’invecchiamento della popolazione si accompagna ad un aumento delle malattie di natura degenerativa. Tra queste il decadimento cognitivo legato all’età è una delle condizioni che più minacciano l’integrità psicofisica della persona e la sua capacità di autonomia.
Lo scopo di questa tesi di dottorato è stato quello di individuare alcuni fattori di natura biologica e comportamentale in grado di contribuire alla velocizzazione o al rallentamento dell’invecchiamento cerebrale in un campione
di 199 persone con più di 60 anni, appartenenti alle comunità della Val Cenischia, piccola valle delle Alpi Occidentali piemontesi.
Il lavoro ha previsto: 1) la valutazione dello stato cognitivo di ogni partecipante allo studio; 2) la determinazione della presenza o meno di fattori di rischio cardiovascolare noti per essere collegati ad un aumento del rischio di demenza senile (obesità, diabete mellito, sindrome metabolica, ipertensione,
dislipidemia); 3) l’analisi dei polimorfismi di tre geni coinvolti nel metabolismo lipidico (APOE) e nella genesi di obesità (FTO) e di insulinoresistenza (PARL), sospettati di avere un ruolo nell’accelerazione del declino cognitivo legato all’invecchiamento; 4) La valutazione di alcuni aspetti comportamentali che sembrano giocare una parte importante nell’aumentare la riserva cognitiva, cioè la resilienza del cervello ai danni neuronali (alimentazione, attività fisica,
relazioni sociali, scolarizzazione e altre attività cognitivamente impegnative). A questo fine ogni partecipante è stato sottoposto a: prelievo venoso, misurazione della pressione arteriosa, rilevazione di peso, altezza e circonferenza addominale, intervista strutturata per indagare i fattori comportamentali e test cognitivo Mini Mental State Examination (MMSE).
I dati raccolti sono stati elaborati mediante tecniche di analisi statistica univariata (test t di Student, test χ2 con correzione di Yates, ANOVA ad una via, test di Pearson per la correlazione tra variabili) e multivariata (analisi multifattoriale, MFA).
Dai risultati è emerso che: 1) Esiste una relazione tra sindrome metabolica e stato cognitivo. In particolare la sindrome metabolica risulta associata a punteggi MMSE<26,0
(O.R.= 2,469 [IC95%: 1,201-5,075]; p=0,013) e si assiste a un progressivo incremento del numero medio di criteri diagnostici di sindrome metabolica (NCEP-ATPIII) passando dallo stato cognitivo normale (2,3) al borderline (2,6) e quindi al deficit cognitivo franco (3,1) (F(2,152)=3,229; p<0,05). Sembra che sia la sindrome metabolica nel suo complesso ad essere associata alle alterazioni cognitive, più che una sua specifica componente. 2) le frequenze alleliche del polimorfismo APOE sono risultate: E2=0,033; E3=0,839; E4=0,128. È emersa una associazione tra allele E4 e deficit
cognitivo (O.R.=2,832 [IC95%: 1,228-6,531]). Nel caso del gene PARL (frequenze alleliche: C=0,510 e G=0,490) l’allele G è risultato significativamente associato a diabete mellito di tipo 2 (O.R.=1,894 [IC95%: 1,094-3,282]), soprattutto nel sesso femminile (O.R.= 2,190 [IC95%: 1,051-4,557]). Nel caso del gene FTO (frequenze alleliche: A=0,485 e T=0,515) non è stata rilevata alcuna associazione tra allele A e obesità, diabete o sindrome metabolica. Per quanto riguarda gli aspetti comportamentali, il punteggio del test cognitivo MMSE, anche dopo aggiustamento con i coefficienti di correzione per età e scolarizzazione elaborati da Magni e collaboratori (Magni et al., 1996), si dimostra ancora correlato al grado di scolarizzazione sia all’analisi multifattoriale, sia all’analisi univariata (nel sesso maschile: R di Pearson= 0,256; p=0,018). All’analisi multifattoriale il punteggio MMSE si dimostra inoltre
correlato con l’abitudine alla lettura, all’uso delle nuove tecnologie (telefono cellulare e internet), all’ampiezza dell’entourage relazionale e all’assunzione con la dieta di acidi grassi polinsaturi omega 3. Un ruolo particolarmente importante è giocato dall’attività fisica. Infatti la sedentarietà è fortemente associata, in entrambi i sessi, a sindrome metabolica (uomini: O.R.=4,643 [IC95%= 1,297-16,618], p<0,01; donne: O.R.=3,004 [IC95%= 1,218-7,407], p<0,05), a obesità addominale (uomini: O.R.=4,500 [IC95%= 1,278-15,839], p<0,05; donne: O.R.=2,755 [IC95%= 1,111-6,831], p<0,05), a un maggiore riscontro di glicemia alterata a digiuno (IFG, soprattutto nel sesso maschile: O.R.= 6,875 [IC95%= 1,421-33,262], p<0,01) e a una colesterolemia HDL tendenzialmente più bassa (soprattutto nel sesso femminile: F(2,104)=3,076; p=0,05). Abbiamo osservato anche un chiaro collegamento tra attività fisica e stato cognitivo: il 50,0% degli
uomini inattivi dal punto di vista fisico ha riportato un punteggio borderline al test MMSE (χ2=6,303; DF=2; p<0,05). Nel sesso femminile questo legame è invece più evidente all’analisi multifattoriale dove emerge una correlazione tra
attività fisica e punteggio MMSE (entrambe le variabili risultano
significativamente correlate alla prima dimensione). Sempre all’analisi multifattoriale si è potuto osservare che, in entrambi i sessi, coloro che conducono una vita attiva tendono a presentare anche buone performance cognitive. L’attività fisica contribuisce a preservare un buon livello cognitivo in tarda età attraverso meccanismi d’azione indiretti (contrastando l’obesità e l’insulinoresistenza che conducono a sindrome metabolica) e meccanismid’azione diretti sul sistema nervoso centrale (miglioramento della vascolarizzazione del cervello e stimolazione della produzione di neurotrofine come il BDNF). L’aumento della riserva cognitiva e l’attività fisica possono essere in grado di controbilanciare un background genetico sfavorevole, come ad esempio la presenza di un allele APOE_E4, e rappresentano quindi importanti strumenti che permettono di prevenire il decadimento cognitivo legato
all’invecchiamento o per lo meno di rallentarne il decorso.