Soft Computing Approach for Optimization of siRNA Efficiency Prediction for Post-transcriptional Gene Silencing

Post-transcriptional gene silencing by RNA interference is mediated by small interfering RNA called siRNA. This gene silencing mechanism can be exploited therapeutically to a wide variety of disease-associated targets, especially in AIDS, neurodegenerative diseases, cholesterol and cancer on mice with the hope of extending these approaches to treat humans. Over the recent past, a significant amount of work has been undertaken to understand the gene silencing mediated by exogenous siRNA. The design of efficient exogenous siRNA sequences is challenging because of many issues related to siRNA. While designing efficient siRNA, target mRNAs must be selected such that their corresponding siRNAs are likely to be efficient against that target and unlikely to accidentally silence other transcripts due to sequence similarity. So before doing gene silencing by siRNAs, it is essential to analyze their off-target effects in addition to their inhibition efficiency against a particular target. Hence designing exogenous siRNA with good knock-down efficiency and target specificity is an area of concern to be addressed. Some methods have been developed already by considering both inhibition efficiency and off-target possibility of siRNA against agene. Out of these methods, only a few have achieved good inhibition efficiency, specificity and sensitivity. The main focus of this thesis is to develop computational methods to optimize the efficiency of siRNA in terms of “inhibition capacity and off-target possibility” against target mRNAs with improved efficacy, which may be useful in the area of gene silencing and drug design for tumor development. This study aims to investigate the currently available siRNA prediction approaches and to devise a better computational approach to tackle the problem of siRNA efficacy by inhibition capacity and off-target possibility. The strength and limitations of the available approaches are investigated and taken into consideration for making improved solution. Thus the approaches proposed in this study extend some of the good scoring previous state of the art techniques by incorporating machine learning and statistical approaches and thermodynamic features like whole stacking energy to improve the prediction accuracy, inhibition efficiency, sensitivity and specificity. Here, we propose one Support Vector Machine (SVM) model, and two Artificial Neural Network (ANN) models for siRNA efficiency prediction. In SVM model, the classification property is used to classify whether the siRNA is efficient or inefficient in silencing a target gene. The first ANNmodel, named siRNA Designer, is used for optimizing the inhibition efficiency of siRNA against target genes. The second ANN model, named Optimized siRNA Designer, OpsiD, produces efficient siRNAs with high inhibition efficiency to degrade target genes with improved sensitivity-specificity, and identifies the off-target knockdown possibility of siRNA against non-target genes. The models are trained and tested against a large data set of siRNA sequences. The validations are conducted using Pearson Correlation Coefficient, Mathews Correlation Coefficient, Receiver Operating Characteristic analysis, Accuracy of prediction, Sensitivity and Specificity. It is found that the approach, OpsiD, is capable of predicting the inhibition capacity of siRNA against a target mRNA with improved results over the state of the art techniques. Also we are able to understand the influence of whole stacking energy on efficiency of siRNA. The model is further improved by including the ability to identify the “off-target possibility” of predicted siRNA on non-target genes. Thus the proposed model, OpsiD, can predict optimized siRNA by considering both “inhibition efficiency on target genes and off-target possibility on non-target genes”, with improved inhibition efficiency, specificity and sensitivity. Since we have taken efforts to optimize the siRNA efficacy in terms of “inhibition efficiency and offtarget possibility”, we hope that the risk of “off-target effect” while doing gene silencing in various bioinformatics fields can be overcome to a great extent. These findings may provide new insights into cancer diagnosis, prognosis and therapy by gene silencing. The approach may be found useful for designing exogenous siRNA for therapeutic applications and gene silencing techniques in different areas of bioinformatics.

Projecte Frankenstein: materials de metodologia docent

El projecte correspon a la assignatures de 1r curs de Fonaments Físics a l’Enginyeria Mecànica. Els alumnes han de dedicar un total de 16 h distribuïdes al llarg de dues setmanes amb un número aproximat de 8 h/setmana. Les classes expositives del professor corresponen a 2 h/setmana (1 h explicació conceptes i 1 h d’aplicació de conceptes en problemes). Els alumnes han d’assolir els conceptes simultàniament al desenvolupament del projecte. Els grups formats cooperen en el projecte, en el desenvolupament i comprensió dels exercicis i en la resolució de dubtes respecte la matèria relacionada amb el projecte

Canvis en la metodologia docent universitària. Reflexions i experiències portades a terme en assignatures de l'Àrea de Física Aplicada

La universitat ha de formar titulats amb perfils que responguin a una demanda, activa, més interdisciplinària i flexible. Una nova visió de la universitat s’està gestionant fonamentada en directrius i metodologies docents diferents respecte la visió clàssica. En aquest document hi ha dues vessants: en la primera es recull determinades estratègies dels autors i en la segona es detallen dues experiències d’aplicació de l’APB amb sistemes d’avaluació diferents. En cada experiència es realitza una comparativa dels resultats acadèmics obtinguts pels alumnes emprant la nova metodologia respecte el mètode clàssic

Desenvolupament d’una metodologia de simulació mitjançant programari CFD per a la optimització d’agitadors

La dinàmica de fluids computacional (CFD) és una eina que serveix per analitzar mitjançant computadors diferents problemes que involucren fluxos de fluids. Els programes de CFD usen expressions matemàtiques no lineals que defineixen les equacions fonamentals de fluxos i transport de calor en fluids. Aquestes es resolen amb complexos algoritmes iteratius. Actualment aquesta eina és una part fonamental en els procés de disseny en moltes empreses relacionades amb la dinàmica de fluids. Les simulacions que es realitzen amb aquests programes s’ha demostrat que són fiables i que estalvien temps i diners, ja que eviten haver de realitzar els costosos processos d’assaig-error. En el projecte s’utilitza el programa de CFD Ansys CFX 11.0 per simular una agitació bifàsica composta per aigua i aire a temperatura ambient. Els objectius són determinar els paràmetres òptims de simulació que permetin recrear aquesta agitació, per posteriorment dissenyar un nou impulsor

Apunts històrics al voltant de la metodologia lúdica per a l'aprenentatge de la lectura. 'Apuntes históricos alrededor de la metodología lúdica para el aprendizaje de la lectura'.

Resumen tomado de la publicación

Política exterior de China en África subsahariana a la luz del concepto de soft-power. Un análisis de Angola, Nigeria y Sudán en el período 2002-2009.

La monografía analiza la política exterior de China en África subsahariana a la luz de las políticas blandas implementadas por China en la región y su relación con los intereses nacionales chinos; específicamente en Angola, Nigeria y Sudán en el período 2002 – 2009.

Una metodologia senzilla per a l'anàlisi cinemàtica en dues dimensions : desequilibri i arrencada del flic-flac al terra.

Resumen tomado del autor. Se muestran esquemas, dibujos y fotografías de flic-flac

El Soft Power para la construccion y el posicionamiento hegemonico de Venezuela a traves de la Alianza Bolivariana de las Americas (ALBA), 2005-2008

Este documento muestra la posibilidad del resurgimiento de la teoria del Soft Power en el siglo XXI en Latinoamerica, especificamente en Venezuela. Se desarrolla la idea de la construccion y el posicionamiento hegemonico de Venezuela a traves de la Naturaleza cambiante del poder y sus recursos intangibles. Todo esto aplicado a traves del ALBA en el periodo de 2005 a 2008.

Análisis del Soft Power como estrategia de política exterior para el mantenimiento de la condición hegemónica de Estados Unidos en el Sistema Internacional. (periodo 2000- primer semestre de 2011)

Estados Unidos ha tenido un papel protagónico y determinante en el Sistema Internacional en especial durante el periodo de la Guerra Fría, en el cual logró su status hegemónico. Es por esto, que su influencia en el mundo se ha ido configurando y el Soft Power como elemento de poder ha permitido plantear los objetivos y metas en torno a su política interna y su Política exterior, lo cual ha beneficiado su condición como superpotencia.

Metodologia de treball per a la creació i el desenvolupament del pla director d'escoles d'infants de Palma 2007-2011. 'Metodología de trabajo para la creación y desarrollo del plan director de escuelas infantiles de Palma 2007-2011'.

Resumen tomado de la publicación

Escriure a l'educació infantil, primària i secundària. Eixos i propostes per a una metodologia coherent. Exemplificacions comentades. 'Escribir en la educación infantil, primaria y secundaria. Ejes y propuestas para una metodología coherente. Ejemplificaciones comentadas'.

Resumen tomado parcialmente del autor

Una experiència de creació textual a partir de la metodologia CPP-TRS de Graziella Tonfoni. 'Una experiencia de creación textual a partir de la metodología CPP-TRS de Graziella Tonfoni'.

Resumen tomado parcialmente de la revista

Acrópolis de la competitividad (visiones sistémica y compleja) Fundamentación teórica

La constante transformación, tanto en el entorno como dentro de las organizaciones, que es percibida desde los últimos tiempos hasta la actualidad, hace que estas se encuentren cada vez más en limbos estructurales y funcionales. Es así como la comprensión de las nuevas dinámicas de comportamiento de esos organismos surge como alternativa para el desarrollo de nuevos trabajos de investigación que conduzcan a encontrar nuevas opciones que apoyen el proceso de direccionamiento y gerencia bajo la consigna de construir un futuro que permita a la organización ser perdurable en el tiempo. Por lo anteriormente planteado, el proyecto de investigación “Acrópolis de la competitividad bajo un diseño sistémico” es una propuesta que surge de la inquietud sobre cómo cada uno de los elementos (variables) de este modelo influye en el éxito y la perdurabilidad en el tiempo de una organización, con base en el estudio realizado años atrás y plasmado en el texto “Gestión estratégica y competitividad”, del autor Luis Fernando Restrepo Puerta. A manera de descripción general, este estudio se plantea bajo una visión sistémica y luego compleja de las relaciones e influencias que cada uno de los componentes planteados en ese texto tienen dentro de la organización.