FOLKSONOMIA: UMA ANÁLISE DE SUA OPERACIONALIDADE E SUA POSSÍVEL APLICABILIDADE NA CIÊNCIA DA INFORMAÇÃO

O artigo apresenta uma análise da operacionalidade das Folksonomias e a possibilidade de aplicação dessa ferramenta nos sistemas de organização da informação da área de Ciência da Informação. Para tanto foi realizada uma análise de coerência de tags e dos recursos disponíveis para etiquetagem em dois websites, a Last.fm e o CiteULike. Por meio dessa análise constatou-se que em ambos os websites ocorreram incoerências e discrepâncias nas tags utilizadas. Todavia, o sistema da Last.fm demonstrou-se mais funcional que o do CiteULike obtendo um desempenho melhor. Por fim, sugere-se a junção das Folksonomias às Ontologias, que permitiriam a criação de sistemas automatizados de organização de conteúdos informacionais alimentados pelos próprios usuários

Classificazione di brani musicali mediante reti neuronali artificiali

L'informatica musicale è una disciplina in continua crescita che sta ottenendo risultati davvero interessanti con l'impiego di sistemi artificiali intelligenti, come le reti neuronali, che permettono di emulare capacità umane di ascolto e di esecuzione musicale. Di particolare interesse è l'ambito della codifica di informazioni musicali tramite formati simbolici, come il MIDI, che permette un'analisi di alto livello dei brani musicali e consente la realizzazione di applicazioni sorprendentemente innovative. Una delle più fruttifere applicazioni di questi nuovi strumenti di codifica riguarda la classificazione di file audio musicali. Questo elaborato si propone di esporre i fondamentali aspetti teorici che concernono la classificazione di brani musicali tramite reti neuronali artificiali e descrivere alcuni esperimenti di classificazione di file MIDI. La prima parte fornisce alcune conoscenze di base che permettono di leggere gli esperimenti presenti nella seconda sezione con una consapevolezza teorica più profonda. Il fine principale della prima parte è quello di sviluppare una comparazione da diversi punti di vista disciplinari tra le capacità di classificazione musicale umane e quelle artificiali. Si descrivono le reti neuronali artificiali come sistemi intelligenti ispirati alla struttura delle reti neurali biologiche, soffermandosi in particolare sulla rete Feedforward e sull'algoritmo di Backpropagation. Si esplora il concetto di percezione nell'ambito della psicologia cognitiva con maggiore attenzione alla percezione uditiva. Accennate le basi della psicoacustica, si passa ad una descrizione delle componenti strutturali prima del suono e poi della musica: la frequenza e l'ampiezza delle onde, le note e il timbro, l'armonia, la melodia ed il ritmo. Si parla anche delle illusioni sonore e della rielaborazione delle informazioni audio da parte del cervello umano. Si descrive poi l'ambito che interessa questa tesi da vicino: il MIR (Music Information Retrieval). Si analizzano i campi disciplinari a cui questa ricerca può portare vantaggi, ossia quelli commerciali, in cui i database musicali svolgono ruoli importanti, e quelli più speculativi ed accademici che studiano i comportamenti di sistemi intelligenti artificiali e biologici. Si descrivono i diversi metodi di classificazione musicale catalogabili in base al tipo di formato dei file audio in questione e al tipo di feature che si vogliono estrarre dai file stessi. Conclude la prima sezione di stampo teorico un capitolo dedicato al MIDI che racconta la storia del protocollo e ne descrive le istruzioni fondamentali nonchè la struttura dei midifile. La seconda parte ha come obbiettivo quello di descrivere gli esperimenti svolti che classificano file MIDI tramite reti neuronali mostrando nel dettaglio i risultati ottenuti e le difficoltà incontrate. Si coniuga una presentazione dei programmi utilizzati e degli eseguibili di interfaccia implementati con una descrizione generale della procedura degli esperimenti. L'obbiettivo comune di tutte le prove è l'addestramento di una rete neurale in modo che raggiunga il più alto livello possibile di apprendimento circa il riconoscimento di uno dei due compositori dei brani che le sono stati forniti come esempi.

Investigating the role of single point mutations in the human proteome: a computational study

In the post genomic era with the massive production of biological data the understanding of factors affecting protein stability is one of the most important and challenging tasks for highlighting the role of mutations in relation to human maladies. The problem is at the basis of what is referred to as molecular medicine with the underlying idea that pathologies can be detailed at a molecular level. To this purpose scientific efforts focus on characterising mutations that hamper protein functions and by these affect biological processes at the basis of cell physiology. New techniques have been developed with the aim of detailing single nucleotide polymorphisms (SNPs) at large in all the human chromosomes and by this information in specific databases are exponentially increasing. Eventually mutations that can be found at the DNA level, when occurring in transcribed regions may then lead to mutated proteins and this can be a serious medical problem, largely affecting the phenotype. Bioinformatics tools are urgently needed to cope with the flood of genomic data stored in database and in order to analyse the role of SNPs at the protein level. In principle several experimental and theoretical observations are suggesting that protein stability in the solvent-protein space is responsible of the correct protein functioning. Then mutations that are found disease related during DNA analysis are often assumed to perturb protein stability as well. However so far no extensive analysis at the proteome level has investigated whether this is the case. Also computationally methods have been developed to infer whether a mutation is disease related and independently whether it affects protein stability. Therefore whether the perturbation of protein stability is related to what it is routinely referred to as a disease is still a big question mark. In this work we have tried for the first time to explore the relation among mutations at the protein level and their relevance to diseases with a large-scale computational study of the data from different databases. To this aim in the first part of the thesis for each mutation type we have derived two probabilistic indices (for 141 out of 150 possible SNPs): the perturbing index (Pp), which indicates the probability that a given mutation effects protein stability considering all the “in vitro” thermodynamic data available and the disease index (Pd), which indicates the probability of a mutation to be disease related, given all the mutations that have been clinically associated so far. We find with a robust statistics that the two indexes correlate with the exception of all the mutations that are somatic cancer related. By this each mutation of the 150 can be coded by two values that allow a direct comparison with data base information. Furthermore we also implement computational methods that starting from the protein structure is suited to predict the effect of a mutation on protein stability and find that overpasses a set of other predictors performing the same task. The predictor is based on support vector machines and takes as input protein tertiary structures. We show that the predicted data well correlate with the data from the databases. All our efforts therefore add to the SNP annotation process and more importantly found the relationship among protein stability perturbation and the human variome leading to the diseasome.

I motori di ricerca: algoritmi a confronto e sperimentazione in una classe di scuola superiore.

Tesi interdisciplinare che coniuga due importanti ambiti della Matematica: il Calcolo Numerico e la Didattica della Matematica. Alcuni algoritmi utilizzati per il web information retrieval sono stati introdotti all'interno di due classi di scuola superiore avvalendosi del programma di calcolo Matlab.

Un approccio per la concettualizzazione di insiemi di documenti

Introduzione a tecniche di web semantico e realizzazione di un approccio in grado di ricreare un ambiente familiare di un qualsiasi motore di ricerca con funzionalità semantico-lessicali e possibilità di estrazione, in base ai risultati di ricerca, dei concetti e termini chiave che costituiranno i relativi gruppi di raccolta per i vari documenti con argomenti in comune.

Named Entity Extraction: la piattaforma Gate/Annie

In questo lavoro si introducono i concetti di base di Natural Language Processing, soffermandosi su Information Extraction e analizzandone gli ambiti applicativi, le attività principali e la differenza rispetto a Information Retrieval. Successivamente si analizza il processo di Named Entity Recognition, focalizzando l’attenzione sulle principali problematiche di annotazione di testi e sui metodi per la valutazione della qualità dell’estrazione di entità. Infine si fornisce una panoramica della piattaforma software open-source di language processing GATE/ANNIE, descrivendone l’architettura e i suoi componenti principali, con approfondimenti sugli strumenti che GATE offre per l'approccio rule-based a Named Entity Recognition.

The Trypanosoma brucei MitoCarta and its regulation and splicing pattern during development

It has long been known that trypanosomes regulate mitochondrial biogenesis during the life cycle of the parasite; however, the mitochondrial protein inventory (MitoCarta) and its regulation remain unknown. We present a novel computational method for genome-wide prediction of mitochondrial proteins using a support vector machine-based classifier with approximately 90% prediction accuracy. Using this method, we predicted the mitochondrial localization of 468 proteins with high confidence and have experimentally verified the localization of a subset of these proteins. We then applied a recently developed parallel sequencing technology to determine the expression profiles and the splicing patterns of a total of 1065 predicted MitoCarta transcripts during the development of the parasite, and showed that 435 of the transcripts significantly changed their expressions while 630 remain unchanged in any of the three life stages analyzed. Furthermore, we identified 298 alternatively splicing events, a small subset of which could lead to dual localization of the corresponding proteins.

Position-dependent effects on stability in tricyclo-DNA modified oligonucleotide duplexes

A series of oligodeoxyribonucleotides and oligoribonucleotides containing single and multiple tricyclo(tc)-nucleosides in various arrangements were prepared and the thermal and thermodynamic transition profiles of duplexes with complementary DNA and RNA evaluated. Tc-residues aligned in a non-continuous fashion in an RNA strand significantly decrease affinity to complementary RNA and DNA, mostly as a consequence of a loss of pairing enthalpy DeltaH. Arranging the tc-residues in a continuous fashion rescues T(m) and leads to higher DNA and RNA affinity. Substitution of oligodeoxyribonucleotides in the same way causes much less differences in T(m) when paired to complementary DNA and leads to substantial increases in T(m) when paired to complementary RNA. CD-spectroscopic investigations in combination with molecular dynamics simulations of duplexes with single modifications show that tc-residues in the RNA backbone distinctly influence the conformation of the neighboring nucleotides forcing them into higher energy conformations, while tc-residues in the DNA backbone seem to have negligible influence on the nearest neighbor conformations. These results rationalize the observed affinity differences and are of relevance for the design of tc-DNA containing oligonucleotides for applications in antisense or RNAi therapy.

Synthesis, base pairing properties and trans-lesion synthesis by reverse transcriptases of oligoribonucleotides containing the oxidatively damaged base 5-hydroxycytidine

The synthesis of a caged RNA phosphoramidite building block containing the oxidatively damaged base 5-hydroxycytidine (5-HOrC) has been accomplished. To determine the effect of this highly mutagenic lesion on complementary base recognition and coding properties, this building block was incorporated into a 12-mer oligoribonucleotide for Tm and CD measurements and a 31-mer template strand for primer extension experiments with HIV-, AMV- and MMLV-reverse transcriptase (RT). In UV-melting experiments, we find an unusual biphasic transition with two distinct Tm's when 5-HOrC is paired against a DNA or RNA complement with the base guanine in opposing position. The higher Tm closely matches that of a C-G base pair while the lower is close to that of a C-A mismatch. In single nucleotide extension reactions, we find substantial misincorporation of dAMP and to a lesser extent dTMP, with dAMP almost equaling that of the parent dGMP in the case of HIV-RT. A working hypothesis for the biphasic melting transition does not invoke tautomeric variability of 5-HOrC but rather local structural perturbations of the base pair at low temperature induced by interactions of the 5-HO group with the phosphate backbone. The properties of this RNA damage is discussed in the context of its putative biological function.