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.

Colesterolo: riparliamone!

Trionfo di colesterolo a Carpi (foto di E. Rametta)

Un weekend nel cuore delle terre dello gnocco fritto e dei tortelli, tra Carpi, Modena e Mantova è stato il modo migliore per completare il post di questo mese che è dedicato a recentissimi studi sul colesterolo. Ne avevo già parlato a giugno, a proposito di un articolo sulla formazione delle cosiddette "zattere lipidiche", ma il nuovo numero del Biophysical Journal ha riportato due studi computazionali, apparentemente indipendenti, proprio sul ruolo del colesterolo nel determinare le diverse fasi che possono assumere le membrane in cui è contenuto.

Biologia computazionale o biologia e basta?

Prendo lo spunto da un articolo comparso l'anno scorso sulla rivista PLOS Biology, a firma di Florian Markowetz, dell'Università di Cambridge, in Inghilterra. Il titolo originale dell'articolo è "Tutta la biologia è biologia computazionale": mi è piaciuto perché l'autore è partito da uno spunto personale per parlare di come la biologia computazionale stia rivoluzionando l'intero mondo della biologia. O forse semplicemente di come la biologia stia arrivando a un livello di maturazione che ha già interessato altre discipline scientifiche. Lo spunto di partenza di Markowetz è il suo colloquio di lavoro che lo ha portato poi a ricoprire il ruolo che attualmente riveste presso il Centro di Ricerca sul Cancro dell'Università di Cambridge. Markowetz, matematico di formazione e con un'attività di ricerca prevalente in apprendimento automatico (il machine learning di cui si parla tanto), si trovava a fronteggiare una commissione di biologi che, giustamente, si chiedevano quale fosse l'utilità di assumere un matematico in un Centro di Ricerca sul Cancro. Proveniva già da esperienze negative in tal senso, in cui la commissione aveva ritenuto inutile puntare su quella che avevano definito "un'unità di servizio matematico", per qualcuno che mostrava "una mancanza di comprensione approfondita della biologia" e la cui carriera scientifica era stata "fondata sulle collaborazioni" (con i biologi, sottinteso), quasi a voler denigrare il suo apporto.

Nella comunità biomedica addirittura è stata usata l'espressione "parassiti della ricerca" per definire i biologi computazionali che fanno uso dei dati sperimentali già pubblicati sulle riviste per cercare di dar loro un senso e interpretarli con i loro modelli.

Dal vostro inviato a Chicago, Illinois

The bean, ovvero il fagiolo, una scultura moderna nella

quale si riflette lo skyline di Chicago all'alba.

Sono reduce (è il caso di dire) da un viaggio lampo negli Stati Uniti, per quello che era l'impegno più temuto di questo 2018, ovvero il mio intervento per una Topical Review al congresso annuale della Società per la Ricerca sulle Radiazioni (Radiation Research Society Annual Meeting), che si è tenuto nella splendida Chicago dal 23 al 26 settembre. E mi sembra giusto parlarne qui, non solo per l'interesse che questa esperienza ha suscitato in me, ma anche per condividere una parte forse poco nota del nostro lavoro di ricercatori, una delle tre componenti fondamentali in cui si articola il mio bellissimo mestiere (le altre due sono la didattica e gli incarichi amministrativi).

Biofisica computazionale sul tuo desktop: é possibile?

Il titolo del post di questo mese è la traduzione dall'inglese del titolo del workshop internazionale che abbiamo organizzato all'Università di Trento dal 3 al 6 settembre e di cui vedete il logo qui a lato. E' stata un'esperienza davvero molto impegnativa ma pienamente riuscita: per quattro giorni Trento è stata il luogo in cui ci siamo confrontati sul presente e sul futuro della biofisica computazionale. Diversi i punti di vista, diversissimi i contributi, diverse le modalità filosofiche di approccio ai problemi, con siparietti anche molto divertenti. Unica nota negativa: la presenza davvero ridotta di rappresentanti del genere femminile. Da organizzatore, assicuro di aver fatto il possibile, ma il campo è ancora statisticamente dominato dagli uomini. Ho maturato una certa esperienza e il problema non è certo di capacità: le donne sanno programmare come gli uomini, ma è un'abilità che viene percepita ancora come maschile e le ragazze che vi si appassionano sono poche. Finora. Io però sono ottimista e le ragazze che hanno seguito i miei corsi lo sanno: la biofisica computazionale non è un lavoro per soli uomini e non lo sarà, di sicuro non lo sarà qui a Trento!

Ferro, Zinco & friends: siamo tutti metallari!

Nello scorso mese di luglio, ho contribuito a organizzare un'interessante conferenza a Parigi, il cui titolo complicatissimo tradotto in italiano suonerebbe "Frontiere e sfide nella computazione dei metalli per applicazioni biochimiche, mediche e tecnologiche". Parigi val sempre un congresso, specialmente quando si tratta di argomenti così interessanti! Perché l'argomento della conferenza era la presenza dei metalli in molti dei calcoli che riguardano enzimi e proteine in generale.

A molti sarà capitato di passare attraverso un metal detector (in aeroporto, o in banca, ad esempio) e doversi spogliare di tutti gli oggetti metallici: tuttavia non facciamo mai caso al fatto che il nostro stesso organismo trasporti un bel po' di metallo al suo interno. Per fare un esempio, il ferro contenuto negli abitanti del nostro pianeta al momento (circa 7 miliardi di persone) sarebbe pari a 3 torri Eiffel e mezzo, sempre per restare nel tema Parigi. Fin da piccoli ci viene insegnato di mangiare gli spinaci perché contengono ferro (con tanto di testimonial Braccio di Ferro) e, non so voi, ma io mi sono sempre chiesto cosa sarebbe successo qualora di ferro ne avessi ingerito un po' troppo: avrei potuto attrarre calamite? Un fisico adulto è stato un bambino strano: forse lo è ancora...

Macchine intelligenti e canali ionici: questo matrimonio s'ha da fare?

Sono reduce (è il caso di dirlo) da uno splendido matrimonio pugliese con uno strepitoso menù a base di pesce, di cui allego reperto fotografico qui a lato: l’associazione di idee mi è venuta quindi spontanea. I miei amici convivevano ormai da un bel po’ di anni e siamo stati tutti molto felici di festeggiare l’ufficialità della loro unione. Il matrimonio di cui vi parlerò questo mese è invece abbastanza curioso e lontano dall’essere ufficiale: si tratta infatti di una delle prime applicazioni degli algoritmi di apprendimento automatico (o machine learning) allo studio dei canali ionici. Lo studio, firmato da Smiruthi Ramasubramanian e Yoram Rudy, della Washington University di St. Louis, nel Missouri, è apparso sul numero di giugno del Biophysical Journal e promette davvero di essere un punto di svolta nel settore, anche se non sono pienamente d’accordo con alcune sue metodiche: del resto il tenutario di questo blog è sempre stato un po’ “picatuso”, come ama sottolineare un mio collega!