Ornella Aprile, 29 ottobre 2021
Verso una Nuova Scienza di Confine
Notizie e curiosità in ambito scientifico. Un blog di Fausto Intilla (teorico, aforista, inventore e divulgatore scientifico). Official Website: www.oloscience.com
venerdì 29 ottobre 2021
Ornella Aprile: Il bambino interiore.
giovedì 21 ottobre 2021
Uscire dagli schemi per essere felici
Ornella Aprile, 21.10.2021
sabato 31 ottobre 2020
Sars-Cov-2: virus apparentemente più aggressivo nelle sue nuove varianti.
giovedì 29 ottobre 2020
Il nostro genoma a portata di mano su smartphone entro il 2030.
Entro il 2030 potremo avere il nostro genoma a portata di mano sullo smartphone, insieme a tutte le informazioni utili per interpretarlo in relazione alla nostra salute: è questa la più affascinante delle dieci 'previsioni ardite' che gli esperti dell'Istituto americano per la ricerca sul genoma umano (Nhgri) fanno su Nature, nel documento con cui delineano la nuova visione strategica dell'ente e le priorità che guideranno la ricerca nel campo della genomica nel prossimo decennio.
L'annuncio arriva a 30 anni dal lancio del grande progetto sul genoma umano, che nel 2003 ha portato alla mappatura completa del nostro Dna. Da allora la ricerca in questo settore ha fatto passi da gigante, rivoluzionando il campo biomedico. Una grande spinta è arrivata dall'evoluzione tecnologica e dall'abbattimento dei costi del sequenziamento del Dna, che ha portato questa tecnica alla portata di molti laboratori dando impulso alla ricerca su cancro, virus e batteri, malattie genetiche e tanto altro.
"Molti dei traguardi più importanti raggiunti dalla genomica, se visti in retrospettiva, erano inimmaginabili appena dieci anni prima", sottolineano gli esperti statunitensi. Partendo da questa considerazione, nel loro nuovo piano strategico provano a ipotizzare dieci traguardi ambiziosi che potrebbero essere raggiunti entro il 2030: tra questi, la possibilità di conoscere la funzione biologica di ogni gene del nostro Dna e quella di eseguire i test genetici di routine, proprio come gli esami del sangue che oggi si possono fare in ospedale e nei laboratori d'analisi sotto casa.
martedì 27 ottobre 2020
Costruita la prima lingua sintetica: Permette di sperimentare le proprietà di nuovi cibi e farmaci.
Costruita la prima lingua sintetica. Stampata in 3D, diventa un laboratorio che permette di sperimentare le proprietà di nuovi cibi e farmaci. Il risultato è pubblicato sulla rivista ACS Applied Materials & Interfaces e si deve al gruppo dell'università britannica di Leeds. guidato da Efren Andablo-Reyes.
Per il primo autore della ricerca, Anwesha Sarkar, dell'università di Leeds, "mappare e replicare accuratamente la superficie della lingua e costruirla con un materiale che si avvicina all'elasticità della lingua umana non è stato un compito da poco. Abbiamo dimostrato la capacità senza precedenti di una superficie in silicone stampata in 3D di imitare le prestazioni meccaniche della lingua umana".
I ricercatori hanno utilizzato la stampa 3D per riprodurre, in un disco di silicone, la superficie molto complessa della lingua umana. Hanno ottenuto così una struttura che imita bene le caratteristiche della lingua, a partire dall'elasticità, e che sono fondamentali per riprodurre con precisione il modo in cui il cibo e la saliva interagiscono con la lingua, che a sua volta può influenzare la deglutizione, la parola, l'apporto nutrizionale.
La complessità della superficie della lingua aveva finora reso davvero una sfida alla possibilità di ottenere una versione sintetica di quest'organo. L'obiettivo sarebbe stato ottenere una sorta di laboratorio per sperimentare terapie, come quella per la sindrome della bocca secca, un disturbo che interessa il 10% della popolazione generale e il 30% degli anziani.
Un compito difficile, ha osservato Andablo-Reyes, perchè "riprodurre la superficie della lingua umana comporta sfide uniche: centinaia di piccole strutture simili a boccioli, le papille, conferiscono alla lingua la sua caratteristica consistenza ruvida che, in combinazione con la natura morbida del tessuto, crea una struttura complicata da una prospettiva meccanica".
Per replicare le caratteristiche della lingua umana, i ricercatori hanno preso le impronte della superficie della lingua da quindici adulti. Successivamente le impronte sono state scansionate in 3D per ottenere le dimensioni delle papille, e per ottenere una mappa della densità e rugosità media della lingua. Grazie a questi dati è stato ottenuto il modello utilizzato per programmare la stampa 3D.
lunedì 26 ottobre 2020
Svelata la cronologia della prima evoluzione eucariotica.
"L'acquisizione dei mitocondri è stata considerata il primo passo cruciale o l'ultimo passo nello sviluppo della complessità delle cellule eucariotiche", spiega Gabaldón. "I nostri risultati mostrano che è stato davvero un evento cruciale, ma che è accaduto in uno scenario in cui la complessità delle cellule era già aumentata".
Per circa la prima metà della storia della vita sulla Terra, le uniche forme di vita erano le cellule relativamente semplici dei batteri. "Le cellule eucariotiche sono più grandi, contengono più DNA e sono costituite da compartimenti, ciascuno con il proprio compito", spiega il primo autore Julian Vosseberg. "In questo senso, è possibile paragonare le cellule batteriche ad una tenda, mentre le cellule eucariotiche sono più simili a case con diverse stanze".
Come e quando gli organismi hanno scambiato la tenda per una casa è ancora un mistero, poiché non esistono forme intermedie. Un momento importante nell'evoluzione fu l'origine dei mitocondri, un componente delle cellule eucariotiche che funzionano come le loro 'centrali elettriche' ". I mitocondri in un passato assai remoto erano dei batteri che vivevano liberamente, ma nel corso dell'evoluzione, sono stati assorbiti dagli antenati delle cellule eucariotiche odierne. La replicazione genetica ha probabilmente guidato l'aumento della complessità cellulare e i ricercatori hanno tentato di ricostruire gli eventi evolutivi sulla base di questi cambiamenti genetici.
"Possiamo usare il DNA delle specie contemporanee per ricostruire eventi evolutivi. I nostri geni si sono formati nel corso di eoni di evoluzione. Sono cambiati radicalmente in quel periodo, ma conservano ancora echi di un lontano passato". Vosseberg aggiunge: "Abbiamo una grande quantità di materiale genetico disponibile, da una varietà di organismi, e possiamo usare i computer per ricostruire l'evoluzione di migliaia di geni, comprese le antiche duplicazioni di molti geni. Queste ricostruzioni ci hanno permesso di scoprire i tempi di importanti passaggi intermedi. "
L'autore co-corrispondente, Berend Snel, dell'Università di Utrecht, dice: "Gli scienziati non avevano una sequenza temporale di questi eventi. Ma ora siamo riusciti a ricostruire una sequenza temporale approssimativa". Per raggiungere questo obiettivo, i ricercatori hanno adattato un metodo esistente sviluppato nel laboratorio di Gabaldon per creare un nuovo protocollo, che ha portato a nuove intuizioni. Queste indicano che molti complessi meccanismi cellulari si erano evoluti anche prima della simbiosi con i mitocondri, compreso lo sviluppo del trasporto all'interno della cellula e del citoscheletro. "La simbiosi non era un evento che serviva da catalizzatore per tutto il resto. Abbiamo osservato un picco nelle duplicazioni geniche molto lontano nel tempo; il quale indica che la complessità cellulare era già aumentata prima di quel momento", dice Snel.
"Il nostro studio suggerisce che l'ospite ancestrale che ha acquisito l'endosimbionte[1] mitocondriale aveva già sviluppato una certa complessità in termini di citoscheletro dinamico e traffico di membrana", dice Gabaldón. "Questo potrebbe aver favorito la creazione di associazioni simbiotiche con altri microrganismi, compreso l'antenato mitocondriale, che alla fine si è integrato".
Note:
[1] L'endosimbiosi (dal greco: ἔνδον = dentro; συν = insieme; βιος = vita) è una particolare forma di simbiosi nella quale un organismo (di solito unicellulare) vive all'interno di un altro organismo, con le caratteristiche di mutuo beneficio che distinguono la simbiosi dal parassitismo e dal commensalismo. (Fonte: Wikipedia)
Una "Stele di Rosetta genomica", per scoprire le regole della regolazione genica.
La risposta sta nel fatto che il modo in cui viene utilizzato il DNA è importante quanto ciò che dice. Cioè, i geni che compongono un genoma non vengono sempre utilizzati; possono essere attivati o disattivati nel tempo e interagiscono tra loro in modi complessi. Alcuni geni codificano istruzioni per produrre proteine specifiche e altri codificano informazioni sulla regolazione di altri geni.
Ora, i ricercatori del laboratorio di Rob Phillips, ovvero, i professori di biologia e biofisica, Fred e Nancy Morris, hanno sviluppato un nuovo strumento per determinare come sono regolati i vari geni del comune batterio Escherichia coli. Sebbene l'E. Coli sia stato utilizzato come organismo modello in biologia e bioingegneria per decenni, i ricercatori comprendono il comportamento regolatorio di solo il 35% circa dei suoi geni. Il nuovo metodo del laboratorio Phillips, fa luce su come quasi 100 geni precedentemente non caratterizzati, siano regolati e pone le basi per studiarne molti altri. Un documento che descrive la nuova tecnica è recentemente apparso sulla rivista eLife .
Immaginiamo di poter leggere l'alfabeto e la punteggiatura di una nuova lingua, ma di non riuscire a capire cosa significano le singole parole o nessuna delle regole grammaticali. Potresti leggere un libro e riconoscere ogni lettera che leggi senza avere alcuna comprensione di ciò che descrive una frase o un paragrafo. Ciò è analogo alla sfida affrontata dai biologi nell'era genomica moderna: il sequenziamento del genoma di un organismo è ora rapido e semplice, ma in realtà capire come ogni gene è regolato è molto più difficile. La comprensione della regolazione genica è la chiave per comprendere la salute e la malattia ed è importante se un giorno dobbiamo riutilizzare le cellule in modo che possano fare le cose per le quali le abbiamo progettate.
"Abbiamo sviluppato uno strumento generale che i ricercatori potrebbero utilizzare su quasi tutti gli organismi microbici", afferma Rob Phillips. "Il nostro sogno è che qualcuno come Victoria Orphan [James Irvine Professor of Environmental Science and Geobiology] possa scendere sul fondo dell'oceano e tornare con un batterio mai visto prima, e noi potremmo usare il nostro strumento su di esso per determinare non solo la sequenza del suo genoma ma soprattutto come è regolato ".
Nel nuovo metodo, i ricercatori apportano perturbazioni sistematiche al genoma e vedono cosa succede. In sostanza, l'equivalente di errori tipografici viene fatto nel genoma e si osserva l'impatto di tali errori di battitura sulla funzione cellulare. Ad esempio, se sostituisci la lettera "k" nella parola "walk" con la lettera "x" per cambiarla in "walx", l'intento della parola originale è ancora abbastanza chiaro. Questo non è il caso se si scambia la lettera "w" con una "t" per produrre "talk". Ciò suggerisce che la lettera "w" trasporta importanti informazioni sul significato della parola originale. Allo stesso modo, apportare modifiche a un genoma utilizzando l'alfabeto del DNA consente ai ricercatori di capire quali lettere sono più importanti per il "significato" corretto.
Per convalidare il loro metodo, Phillips e colleghi hanno prima esaminato 20 particolari geni di E. coli che i ricercatori sapevano già come attivare e disattivare (il loro metodo ha caratterizzato correttamente questi 20 geni). Successivamente, il team è passato ad altri 80 geni meno conosciuti per capire anche come funzionano. Per ora, il metodo è stato utilizzato solo su cellule batteriche , ma alla fine Phillips prevede di poter esaminare anche le cellule eucariotiche (come le cellule umane), che sono più complesse, con una versione modificata del metodo.