Dipartimento di
Scienze Ambientali, Informatica e Statistica

Computational Biology, Bioinformatics and Biomedicine

Le attività di ricerca del laboratorio si focalizzano su:

  • Algoritmi e strutture dati. Si sviluppano tecniche algoritmiche efficienti per archiviare e manipolare grandi quantità di dati di tipo genetico. Ciò include allineatori compressi di DNA per pangenomi e tecniche per archiviare grossi insiemi di sequenze di DNA in modo efficiente in termini di spazio.
  • Biologia dei sistemi. Si sviluppano approcci per la modellazione, l'analisi, la simulazione, e il confronto di sistemi biologici (es. reti metaboliche, reti di interazione di proteine, etc) oppure ecologici (es. reti trofiche, reti di servizi ecosistemici);
  • Analisi di mutazioni proteiche. Si studiano e sviluppano approcci computazionali per rilevare o predire eventuali mutazioni deleterie di una proteina in esame. L’obiettivo è di ottenere, per via computazionale, una prima selezione di varianti genetiche da sottoporre a un'analisi più approfondita, ma dispendiosa in termini di risorse;
  • Sviluppo e calibrazione automatica di modelli predittivi multi-scala di sistemi biologici complessi e simulazione ad alte performance mediante architetture non convenzionali (e.g., GPU, Xeon Phi, chip neuromorfi);
  • Generazione di sistemi di Intelligenza Artificiale interpretabile con tecniche di Computational Intelligence (i.e., fuzzy reasoning, evolutionary computation, swarm intelligence, machine learning) per lo sviluppo di sistemi di supporto alle decisioni in ambito clinico.
Gruppo di ricerca

Collaboratori

  • Caro Fuchs, Dottoranda presso la Jheronimus Academy of Data Science (JADS),  's-Hertogenbosch, Paesi Bassi
  • Mohsen Abbaspour Onari, Dottorando presso la Eindhoven University of Technology (TU/e), Eindhoven, Paesi Bassi
  • Daniele M. Papetti, Dottorando presso l’Università degli Studi di Milano-Bicocca, Milano, Italia
  • Vasco Coelho, Dottorando presso l’Università degli Studi di Milano-Bicocca, Milano, Italia
  • Elisa Perinot, Dottoranda presso il Konrad Lorenz Institute of Ethology, University of VeterinaryMedicine, Vienna, Austria
  • Nicola Cotumaccio, Dottorando presso GSSI, L’Aquila, Italia

Collaborazioni

Pubblicazioni

  • Travis Gagie, Gonzalo Navarro, and Nicola Prezza. Fully functional suffix trees and optimal text searching in BWT-runs bounded space. Journal of the ACM (JACM). 2020 Jan 15;67(1):1-54. https://doi.org/10.1145/3375890
  • Nobile M.S., Nisoli E., Vlachou T., Spolaor S., Cazzaniga P., Mauri G., P.G. Pelicci, D. Besozzi: cuProCell: GPU-accelerated analysis of cell proliferation with flow cytometry data, IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics, 24(11):3173–3181, 2020. https://doi.org/10.1109/JBHI.2020.3005423
  • Toffano, Alberto A.; Chiarot, Giacomo; Zamuner, Stefano; Marchi, Margherita; Salvi, Erika; Waxman, Stephen G.; Faber, Catharina G.; Lauria, Giuseppe; Giacometti, Achille; Simeoni, Marta Computational pipeline to probe NaV1.7 gain-of-function variants in neuropathic painful syndromes in SCIENTIFIC REPORTS, vol. 10 (ISSN 2045-2322), 2020.
  • Ankrah NYD, Chouaia B, Douglas AE, The Cost of Metabolic Interactions in Symbioses between Insects and Bacteria with Reduced Genomes. mBio. 2018 Sep-Oct; 9(5): e01433-18. https://doi.org/10.1128/mBio.01433-18
  • Giulio Ermanno Pibiri, "Sparse and skew hashing of k-mers", Bioinformatics, Volume 38, Issue Supplement_1, July 2022, pp. i185–i194, https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btac245
  • Fan, Jason, Jamshed Khan, Giulio Ermanno Pibiri, and Rob Patro. "Spectrum preserving tilings enable sparse and modular reference indexing." In International Conference on Research in Computational Molecular Biology, 2023, pp. 21-40, https://doi.org/10.1007/978-3-031-29119-7_2

Riconoscimenti

  • Best Paper Award alla Conferenza IEEE del 2019 su Computational Intelligence in Bioinformatics and Computational Biology (IEEE CIBCB 2019) per l’articolo: Nobile M.S., Vlachou T., Spolaor S., Cazzaniga P., Mauri G., Pelicci P.G., Besozzi D.: ProCell: Investigating cell proliferation with Swarm Intelligence
  • Best Paper Award alla Conferenza IEEE del 2022 su Computational Intelligence in Bioinformatics and Computational Biology (IEEE CIBCB 2022) per l’articolo: Gallese C., Fuchs C., Riva S.G., Foglia E., Schettini F., Ferrario L., Falletti E., and Nobile M.S.: Predicting and characterizing legal claims of hospitals with Computational Intelligence: the legal and ethical implications
  • Miglior pubblicazione dell'anno 2014 nel campo della microbiologia ambientale assegnato dalla Società Italiana di Microbiologia Agraria, Alimentare e Ambientale per l’articolo Chouaia et al. 2014, Genome Biol Evol. 6: 912-920

Strumentazione

  • Una workstation DELL Precision 5820 Tower XCTO Base (8 core, 128 GiB RAM DDR4, 256 GiB SSD, 1 TiB hard disk)

Progetti di ricerca

  • REGINDEX ("Compressed Indexes for Regular Languages with Applications to Pangenomics Research"). ERC Starting grant. Period: 1/9/2022 - 1/9/2027
  • Progetto DAIS - IRIDE "Reconstructing and comparing metabolic networks" assegnato a Marta Simeoni, 2020
  • Progetto DAIS - IRIDE(B) "Automatic feature transformation for interpretable AI systems" assegnato a Marco S. Nobile, 2022
  • Progetto DAIS - IRIDE (B) "Modular de Bruijn Graph Indexes", assegnato a Giulio Ermanno Pibiri, 2023

Last update: 17/04/2024