Metaheuristics for Search Problems in Genomics - New Algorithms and Applications

In this thesis we made the first steps towards the systematic application of a methodology for automatically building formal models of complex biological systems. Such a methodology could be useful also to design artificial systems possessing desirable properties such as robustness and evolvability. The approach we follow in this thesis is to manipulate formal models by means of adaptive search methods called metaheuristics. In the first part of the thesis we develop state-of-the-art hybrid metaheuristic algorithms to tackle two important problems in genomics, namely, the Haplotype Inference by parsimony and the Founder Sequence Reconstruction Problem. We compare our algorithms with other effective techniques in the literature, we show strength and limitations of our approaches to various problem formulations and, finally, we propose further enhancements that could possibly improve the performance of our algorithms and widen their applicability. In the second part, we concentrate on Boolean network (BN) models of gene regulatory networks (GRNs). We detail our automatic design methodology and apply it to four use cases which correspond to different design criteria and address some limitations of GRN modeling by BNs. Finally, we tackle the Density Classification Problem with the aim of showing the learning capabilities of BNs. Experimental evaluation of this methodology shows its efficacy in producing network that meet our design criteria. Our results, coherently to what has been found in other works, also suggest that networks manipulated by a search process exhibit a mixture of characteristics typical of different dynamical regimes.

Sinistra extraparlamentare e Partito comunista in italia 1968-1976

La ricerca affronta il rapporto tra il Partito comunista italiano e le organizzazioni della sinistra extraparlamentare nate nel biennio 1968-1969. Sulla base di documentazione d’archivio e fonti a stampa, vengono ricostruite ed analizzate le relazioni tra questi due soggetti nel periodo compreso tra la fine degli anni Sessanta e la metà del decennio successivo, quando i principali gruppi politici della sinistra extraparlamentare si dotarono di una struttura organizzativa più stabile che segnava una discontinuità con l’esperienza precedente. Nel corso della prima metà degli anni Settanta, i rapporti tra il PCI e queste organizzazioni furono complessi e talvolta contraddittori. Il conflitto si consumò prevalentemente sulla reciproca pretesa di possedere l’esclusiva rappresentanza politica del fermento sociale che attraversava il paese in quegli anni: il PCI rappresentando se stesso come l’unica forza politica capace di mediare tra movimenti sociali e istituzioni; i gruppi della sinistra parlamentare come «avanguardie» di un irrealizzabile progetto «rivoluzionario».