Analisi d'espressione genica, analisi dati e metodologie di modellistica computazionale nel cancro e i disturbi neurodegenerativi

With the advent of new technologies in sequencing and the resulting production of huge amounts of data, the need for a new way to analyze such a vast amount of data arises: bioinformatics is tasked with taking on this burden, mining data, storing data, and ensuring valid biological conclusions can be drawn from data. In this thesis, three different research topics have been presented, but in all three, bioinformatics played an essential role both in the data analysis and interpretation of the results obtained, proving once again to be such a powerful and versatile tool as to facilitate and accelerate the various and complex phases of traditional analysis. In the first topic, bioinformatic tools have been used in order to investigate the role of MAP3K8, a serine/threonine kinase expressed in thyroid cancer stem cells (CSCs), in mediating drug resistance in human thyroid cancer and its relationship to tumor behavior. In the second topic, we dealt with the design of oncolytic viruses: to evaluate the functionality of the four protein models representing the H protein-cetuximab fusion structure provided by the Etna Biotech company, bioinformatic tools were used. The third and last topic of this thesis aims to provide a complete workflow for RNA-seq data analysis. Starting from the sequencing data of four Mus musculus samples, we build a framework upon which any future RNA-seq data analysis could be structured, combining both informatics and statistical tools.

Con l'avvento di nuove tecnologie nel sequenziamento e la conseguente produzione di enormi quantità di dati, sorge la necessità di un nuovo modo di analizzare una quantità così vasta di dati: la bioinformatica ha il compito di assumersi questo onere, estrarre dati, archiviare dati e garantire che si possano trarre conclusioni biologiche valide dai dati. In questa tesi sono stati presentati tre diversi temi di ricerca, ma in tutti e tre la bioinformatica ha svolto un ruolo essenziale sia nell'analisi dei dati che nell'interpretazione dei risultati ottenuti, dimostrandosi ancora una volta uno strumento così potente e versatile da facilitare e accelerare le varie e complesse fasi dell'analisi tradizionale. Nel primo argomento, sono stati utilizzati strumenti bioinformatici per indagare il ruolo di MAP3K8, una serina / treonina chinasi espressa nelle cellule staminali del cancro della tiroide (CSC), nel mediare la resistenza ai farmaci nel cancro della tiroide umano e la sua relazione con il comportamento del tumore. Nel secondo argomento ci siamo occupati della progettazione di virus oncolitici: per valutare la funzionalità dei quattro modelli proteici rappresentativi della struttura di fusione proteina H-cetuximab fornita dalla società Etna Biotech, sono stati utilizzati strumenti bioinformatici. Il terzo e ultimo argomento di questa tesi mira a fornire un workflow completo per l'analisi dei dati RNA-seq. Partendo dai dati di sequenziamento di quattro campioni di Mus musculus, costruiamo un framework su cui strutturare qualsiasi futura analisi dei dati RNA-seq, combinando strumenti informatici e statistici.