In & Out: il fantastico mondo delle proteine di membrana

Parafrasando il film cult degli anni '90, le proteine di membrana non smettono mai di stupire per i loro bizzarri comportamenti, che includono soprattutto le interazioni con la membrana, oggi non più vista come un contenitore passivo della proteina. Come spesso ho ripetuto, il campo delle proteine di membrana è forse quello in cui la biofisica computazionale ha dato davvero un contributo significativo e spesso dirimente in primo luogo perché è abbastanza semplice capire quali sono le parti di una proteina che finiscono in membrana, basandosi sulle caratteristiche degli amminoacidi. In altre parole, si tratta di proteine per le quali possiamo ragionevolmente affermare "ok, questo pezzo è in membrana" o "questa regione è fuori dalla membrana". In & Out, appunto. In più nelle proteine di membrana sono presenti alcuni amminoacidi (le tirosine) che hanno la capacità di interagire sia con la parte idrofobica che con la parte idrofilica e che quindi sono i maggiori indiziati per segnalare la zona in cui la membrana si attacca alla proteina.

Non è tutto: le strutture delle proteine di membrana sono ricavate quasi sempre da cristalli che sono molto lontani dalle condizioni fisiologiche: simulare la presenza della membrana fosfolipidica rappresenta dunque l'unico modo per vederle all'opera in una situazione più realistica e rispondente alla realtà biologica.

La luna blu

O meglio: blue moon, che, oltre ad essere il titolo di tantissime canzoni, è anche un'espressione che indica un particolare evento astronomico. Alcuni dicono che si tratti della quarta luna piena all'interno di una stagione, altri della seconda luna piena in un mese: in entrambi i casi l'evento si verifica ogni 2 anni e mezzo circa. Pare che in inglese il termine esista da circa 400 anni: per indicare che un evento è raro, si dice che accade una volta ogni luna blu, un po' come da noi si dice che qualcosa accade ogni morte di papa. Naturalmente una luna blu ha gli stessi colori di una qualunque altra luna osservata durante l'anno, anche perché il nostro satellite naturale è già abbastanza bizzarro e unico, ci mancherebbe anche questa ulteriore particolarità! Perché parlare di luna blu in questo mese di dicembre mentre tutti sono impegnati con la corsa ai regali? Beh, chi mi conosce sa che non ho mai amato il Natale e avrà pensato a un cortocircuito nel mio cervello per cui evidentemente speravo di renderlo un evento raro, come una luna blu: ecco, forse una volta ogni 2 anni e mezzo non mi dispiacerebbe... Tuttavia, il motivo è un altro: gli eventi rari sono la parte più avanzata del mio corso sulla biofisica computazionale (l'edizione 2019/20 si sta appunto per concludere) e rappresentano anche un campo di ricerca in continua evoluzione, in assoluto quello in cui nascono più metodi. E, aggiungo io, a volte sono più i metodi delle applicazioni (la nota polemica fa parte del mio spirito natalizio).

Un caffè con... Raffaello Potestio!

L'occasione era la recentissima pubblicazione dell'articolo "Tackling the Limitations of Copolymeric Small Interfering RNA Delivery Agents by a Combined Experimental–Computational Approach" sulla rivista Biomacromolecules. Lavorando nello stesso dipartimento con uno degli autori e vivendo nella stessa città, mi sono detto che sarebbe stato meglio chiedere direttamente a lui come descriverebbe il suo lavoro e approfittarne anche per conoscere il suo punto di vista sulle ricerche in Biofisica Computazionale. Aggiungiamo anche un caffè (rigorosamente senza zucchero, come la vita) e un soleggiato sabato pomeriggio trentino ed ecco tutti gli ingredienti per questa intervista a Raffaello Potestio, nella foto qui a lato.
E' la prima volta che mi cimento in questo genere e mi rendo conto che nelle interviste di solito si dovrebbe dare del lei, ma conosco Raffaello da 10 anni e lavoriamo anche nello stesso gruppo, per cui non me ne vogliate se userò la seconda persona singolare: come prima intervista, ho preferito giocare in casa. Sua, per l'esattezza.

Buon compleanno, CECAM!!!

A settembre si è tenuta a Losanna una conferenza un po' particolare, diciamo pure un vero e proprio evento per festeggiare il cinquantesimo compleanno del CECAM. Ma di cosa si tratta? Anzitutto la sigla (come per il ben più famoso CERN di Ginevra) in realtà è un acronimo dal francese "Centre Européen de Calcul Atomique et Moléculaire", ovvero Centro Europeo per il calcolo atomico e molecolare. Il suo quartier generale è a Losanna, in effetti non distante da Ginevra, ma è finito lì dopo un lungo "pellegrinaggio" attraverso la Francia e con una storia tutta particolare, perché fatta da persone particolari. E forse è proprio questo il motivo che mi ha spinto a scrivere questo post: non tanto parlare di un'istituzione scientifica che per la biofisica computazionale oggettivamente gioca un ruolo di primo ordine, quanto per raccontare una storia fatta di persone che hanno deciso di guardare lontano e guardare proprio ai giorni nostri. Saper guardare lontano è fondamentale nel campo scientifico ed è una qualità un po' in pericolo oggi sotto le continue pressioni verso un sensazionalismo localistico molto fastidioso: mi riferisco ai titoloni di quotidiani locali (sparsi in ogni angolo dello stivale italico) che raccontano di scoperte scientifiche che sono il risultato del lavoro di diversi gruppi di ricerca (a volte con centinaia di firmatari), attribuendole a un unico nome e a un unico luogo, in una pacchiana rappresentazione campanilistica che non ha uguali nel resto d'Europa e del mondo. Ecco, tutto questo provincialismo non è sicuramente mai stato nello spirito del CECAM ed è uno dei motivi per cui la sua storia è degna di essere raccontata.

35 debole, 36 normale, 37 un po' di febbre, 38 febbre non esci

Il titolo ricorda la scena in cui i malcapitati Benigni e Troisi, misteriosamente finiti nel 1492, cercavano di spiegare all'ancora più malcapitato Leonardo da Vinci il termometro clinico, nel celebre film "Non ci resta che piangere". Il motivo è che questo mese vorrei parlare della temperatura, che per diverse ragioni in queste settimane è un po' al centro di alcune mie riflessioni. C'è anche da dire che sto per riprendere le lezioni e i miei due corsi si possono riassumere comunque come due variazioni sul tema che resta la meccanica statistica, ovvero la disciplina che spiega, dal punto di vista microscopico, le proprietà macroscopiche studiate dalla termodinamica. Uno dei motivi per cui mi è sempre piaciuta questa materia è che concetti che in termodinamica sembrano un po' misteriosi acquisiscono finalmente una realtà molto chiara, che è legata indissolubilmente alla statistica. Chiunque ne capisca un po', sa che la statistica è tanto più valida quanto maggiore è il numero di elementi di cui dispone: un ristorante giudicato buono da cinque recensioni non è affidabile quanto un ristorante che ha lo stesso giudizio con più di mille recensioni. Nel caso degli atomi e delle molecole, quel numero è praticamente pari a milioni di miliardi di miliardi, quindi la statistica è decisamente accurata. E' proprio in meccanica statistica che finalmente si capisce cosa sia la temperatura con la quale, e in questo hanno ragione Benigni e Troisi, facciamo il nostro primo incontro proprio quando ci misurano la febbre.

E adesso spogliati come sai fare tu, ione potassio!

Diciamo che ci sta fin troppo bene, visto che ormai siamo sotto Ferragosto, ma soprattutto il cambiamento climatico ci sta regalando ondate di caldo che combattiamo con le immancabili bustine di magnesio e potassio e che ci impongono di spogliarci anche se non ci sentiamo propriamente delle belle senz'anima (o dei belli con l'anima, perché no? Create ad hoc la vostra combinazione: Riccardo Cocciante non ne avrà a male). Ad ogni modo, ho riflettuto a lungo prima di decidere l'argomento di questo post ferragostano, volutamente un po' più allegro del solito: l'ironia è il modo migliore di affrontare i periodi della vita un po' meno piacevoli e questi tempi non lo sono per nessuno, inclusi i nostri conti pubblici e i governi che cadono con tutte le stelle della notte di San Lorenzo. A proposito, fatemi esprimere un desiderio. Fatto!
Il riferimento al buon Riccardo però viene da un recente, interessante e serissimo articolo pubblicato sulla rivista Science Advances, che risolve, direi in modo pressoché definitivo, una lunga questione sullo ione potassio e sul suo passaggio attraverso i pori della membrana cellulare. Procediamo con ordine, però, che già le spiagge sono in preda al caos e terribilmente mal frequentate (ogni riferimento a fatti e persone non è casuale).

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.