Nuove armi computazionali contro i batteri

Facebook e i social in genere sono un buon mezzo per restare in contatto con persone che hai conosciuto e delle quali ti fa piacere seguire il percorso, anche se magari le vite hanno preso direzioni molto diverse e non le vedi da diversi anni. A maggior ragione questo è valido nel mondo della ricerca, anche se i miei colleghi più giovani sostengono che Twitter sia più utilizzato (mi ci devo ancora abituare). E' stato appunto un post su facebook di una giovane ricercatrice (Valeria) a incuriosirmi e quindi a farmi conoscere l'articolo e il problema di cui parlerò in questo post. Il punto di partenza è sempre la guerra contro i batteri: certo, sappiamo che c'erano prima di noi e ci saranno anche dopo che noi saremo estinti. Sappiamo anche che sono utili perché, senza, il nostro organismo non potrebbe funzionare; tuttavia sappiamo anche che possono creare diversi danni, procurare malattie molto pericolose e, soprattutto, hanno una notevole abilità a escogitare nuove tecniche per sconfiggere i nostri farmaci. Noi continuiamo a investire soldi e tempo nella ricerca per produrre nuove medicine, loro si riproducono e lasciano che l'evoluzione selezioni le mutazioni che permettono di resistere ai nostri farmaci.

Παντα ρει

Ovvero: "Tutto scorre". La foto qui a lato è stata scattata l'anno scorso al Palio dell'Oca, una delle tradizionali manifestazioni legate alle feste vigiliane in programma a giugno qui a Trento per la ricorrenza del santo patrono, San Vigilio, che (fortunata coincidenza o caso del destino) fa sì che io non sia mai al lavoro il giorno del mio compleanno. Il Palio, che a differenza del più famoso analogo toscano e a dispetto del nome, non coinvolge animali se non quelli appartenenti al genere Homo sapiens, consiste in una sfida tra equipaggi appartenenti ai diversi quartieri di Trento con qualche ospite (in foto c'è Berlino-Charlottenburg, il mio quartiere quando abitavo a Berlino, altra fortuita coincidenza). Gli equipaggi, a bordo di zattere, devono superare diverse prove di abilità mentre discendono lungo il corso dell'Adige: tra queste, il lancio di un anello al collo di un'oca gigante di cartapesta e un oggetto a forma di oca che deve centrare un canestro.
Il "tutto scorre" (attribuito al filosofo greco Eraclito) si riferisce all'idea filosofica del Divenire contrapposto all'Essere: tuttavia l'argomento di questo post pre-vigiliano (scusate il gioco di parole) è la simulazione del flusso di molecole di acqua, così come riportato in un recente articolo sul Biophysical Journal.

Il primo miliardo

Grandi festeggiamenti nella comunità mondiale dei biofisici computazionali per il raggiungimento di un traguardo finora impensabile: la simulazione della dinamica di un intero gene (GATA4, per la precisione): 83mila basi di DNA avvolte con la famosa doppia elica intorno a 487 nucleosomi (strutture proteiche che agiscono come rocchetti attorno al quale è avvolto il DNA),  per un totale di un miliardo di atomi. La simulazione è stata realizzata nei laboratori nazionali di Los Alamos, nello stato americano del Nuovo Messico, in una collaborazione che coinvolge ben 14 ricercatori (americani e giapponesi) diretta dalla biologa strutturale Karissa Sanbonmatsu. La notizia del primo miliardo di atomi è stata riportata da diversi siti divulgativi su tutti i canali social. Gli articoli sottolineavano il risultato davvero senza precedenti, ma anche le ricadute che tali studi potrebbero avere sulla nostra comprensione dei meccanismi cellulari e, in particolar modo, di come il materiale genetico sia organizzato all'interno dei nuclei cellulari. E' infatti recente la scoperta che il DNA non è certo raggomitolato a caso, ma occupa precise regioni all'interno del nucleo e la regione occupata determina anche l'eventuale sua traduzione in RNA messaggero e, in definitiva, l'attivazione di un determinato gene o una catena di eventi tra geni che devono essere espressi in successione o contemporaneamente affinché la cellula possa svolgere il suo compito. Capire quindi come è organizzato il DNA all'interno di un gene permetterebbe di controllare quindi i processi nei quali determinate sequenze di DNA vengono tradotte o meno.

Aprile, dolce dormire? Macché...

Ogni tanto mi piace dedicare una puntata del blog agli eventi già svolti o in programma in generale a Trento e, più in particolare, nel mio calendario sempre affollato. Nello specifico, questo mese vorrei parlare della Biophysics Week, la cui quarta edizione si è appena conclusa e, come potete vedere dalla figura celebrativa qui a lato, ha contato 68 eventi distribuiti nei 6 continenti in 26 Paesi e più di 100mila contatti raggiunti sui social media. Di cosa si tratta? E' un evento organizzato dalla Biophysical Society americana, la cui prima edizione è del 2016: lo scopo è quello di (traduzione letterale) "celebrare e aumentare la consapevolezza del campo". Si tratta infatti di un campo che comporta scelte consapevoli: cercare di affrontare lo studio della biologia con tecniche fisiche è, infatti, un'impresa che richiede una notevole capacità di adattamento e che può essere, a volte, frustrante. Come mai?

Armi computazionali contro l'HIV

La guerra contro l'HIV (virus da immunodeficienza umana) prosegue ormai dalla sua scoperta, avvenuta nel 1983, e dal collegamento scientificamente dimostrato tra il virus HIV e la sindrome da immunodeficienza acquisita, tristemente nota con la sua sigla inglese AIDS. Le terapie antiretrovirali, cioè che bloccano la replicazione del virus all'interno dell'organismo, hanno permesso di ottenere aspettative di vita che erano impensabili fino solo a 15 anni fa. Oggi, una diagnosi di sieropositività non è (più) una condanna a morte, ma una condanna ad assumere dei farmaci che possono avere anche effetti collaterali pesanti e però allungano molto (in linea di principio anche indefinitamente) il periodo tra il contatto con il virus e l'insorgenza della malattia. Naturalmente, a patto che il malato sia consapevole di aver contratto l'infezione, una ragione in più per sottoporsi ai test di sieropositività. La ricerca scientifica ha certamente fatto passi da gigante contro questa terribile malattia, terribile soprattutto per i Paesi più poveri del mondo, ma la guerra al virus dell'HIV è ben lontana dall'essere conclusa. La biofisica computazionale può essere un'arma?

Facciamoci un nodo...

Farsi un nodo alla cravatta è una di quelle abilità che, almeno a me, richiedono sempre un rapido

ripasso: anni fa, viaggiavo con un ritaglio di giornale come quello qui a lato tutte le volte che una qualche cerimonia ufficiale (tipicamente un matrimonio) richiedeva l'eleganza della cravatta. Oggi tutto è reso molto più facile dalla presenza di internet ovunque: resta però la difficoltà nel realizzare il nodo. Ho conosciuto varie persone che addirittura si portavano una cravatta già annodata che veniva poi stretta intorno al collo in occasione della cerimonia e guai a scioglierla! Non avrebbero più saputo come riformare il nodo! Chiunque abbia quindi dovuto imparare a fare il nodo alla cravatta, potrà apprezzare che molte proteine siano in grado di annodarsi da sole, o forse esserne ancora ulteriormente frustrato!

La biologia: un caso complicato di ingegneria inversa?

Bob Eisenberg, Rush Medical College

Il titolo è una mia rielaborazione di un articolo apparso su un numero speciale del Journal of Molecular Liquids, dedicato alla memoria del fisico-chimico Lesser Blum, scomparso nel 2016. L'articolo è a firma di Bob Eisenberg, che ho avuto il piacere di conoscere nel 2008 durante uno dei miei periodi estivi alla SISSA di Trieste e con cui ho potuto poi lavorare direttamente nell'estate del 2009, presso il Rush Medical College di Chicago. Bob (qui a lato) è sempre stato molto illuminante nelle sue disamine su cosa dovrebbero fare i fisici che si occupano di biologia: la sua è una mentalità aperta e ossessionata dalla curiosità, aperta sì, ma mai accomodante, con opinioni personali forti, ma argomentate molto bene. Insomma, una di quelle persone con cui è un piacere parlare e la cui amicizia mi fa davvero molto onore. Il suo articolo è molto lungo e argomentato, ma qui mi premeva parlarne per sottolineare alcuni spunti di riflessione: ce ne sono tanti altri, ma forse dedicherò qualche altro post ad approfondirne alcuni. Invito comunque i miei lettori a dare un'occhiata all'articolo originale (qui una versione liberamente scaricabile) anche perché non è affatto complicato ed è scritto in un inglese davvero impeccabile.