Progetti MSCA
Venice School of Management

Le Azioni Marie Skłodowska-Curie finanziano la ricerca e l'innovazione d'eccellenza e forniscono ai ricercatori in tutte le fasi della loro carriera nuove conoscenze e competenze, attraverso la mobilità transfrontaliera e l'esposizione a diversi settori e discipline. Le MSCA contribuiscono a rafforzare la capacità di ricerca e innovazione dell'Europa investendo nelle carriere a lungo termine di ricercatori d'eccellenza.

OPTItree: advanced models, methods, and algorithms for phylogenetic estimation

Referente scientifico: Raffaele Pesenti
Team di ricerca: Francesco Pisanu
Durata:  1/09/2026 – 31/08/2028
Lead partner: UNIVE - VSM
Ruolo VSM: Host institution
Budget (totale): € 209.483,28
Budget Assegnato a Ca’ Foscari: € 209.483,28
Codice progetto/ numero progetto: G.A. n. 101272250 CUP H73C26000720006

Il progetto OPTItree mira a migliorare la scalabilità dei modelli matematici per la filogenetica computazionale, dimostrando la correttezza della filogenesi inferita o certificandone la qualità.
Determinare la corretta filogenesi è di fondamentale importanza nello studio dell'evoluzione di batteri, virus e cellule tumorali, in particolare in contesti critici quali pandemie e tumorigenesi. A tal fine, il progetto analizza le proprietà matematiche alla base della filogenetica computazionale — una disciplina che coniuga matematica, informatica e biologia molecolare per sviluppare modelli e algoritmi atti a inferire relazioni evolutive (filogenesi) a partire da tratti ereditari come il DNA o i genomi. Tali relazioni sono tipicamente rappresentate da strutture ad albero ottimali, che costituiscono la soluzione di problemi di ottimizzazione non lineare ad alta dimensionalità. La determinazione di queste soluzioni
ottimali comporta spesso un elevato costo computazionale, limitando fortemente le dimensioni dei dataset elaborabili. Per superare questo collo di bottiglia computazionale, i software esistenti ricorrono ad algoritmi euristici che, tuttavia, non sono in grado di certificare la correttezza degli alberi inferiti. OPTItree si concentra su un promettente metodo esatto basato sul criterio della “minimum evolution”(evoluzione minima bilanciata), noto per la sua coerenza statistica e per fondamenti teorici all'avanguardia. Nello specifico, il progetto si propone di: 

  • approfondire la struttura poliedrica sottostante all'inferenza filogenetica, al fine di superare le prestazioni degli attuali modelli allo stato dell'arte, i quali consentono di risolvere esattamente solo dataset di dimensioni molto ridotte per applicazioni reali;
  • progettare algoritmi di approssimazione ad hoc per individuare in modo efficiente soluzioni di qualità certificata, da impiegare laddove non sia possibile applicare metodi esatti.