knedliky

donne vincitrici nella ricerca

2011-09-24T00:18:00.000-07:00

TipiTosti

Alessandra Fierabracci,, di Volterra, ha vinto il premio alle donne European Union Women Inventors & Innovators Awards, assegnato da una giuria di esperti internazionali a Reykjavik.
Associazione Italiana Donne Inventrici ed Innovatrici (ITWIIN) l'aveva nominata come candidata a seguito del Concorso di Bari che si è tenuto a giugno dell’anno scorso
Ha conseguito il Premio Migliore inventrice Europea Categoria ‘Education’ a seguito dei risultati degli studi condotti sulla patogenesi del diabete di Tipo 1.
Il diabete di Tipo 1 è una patologia ‘autoimmune’, in cui il sistema immune, deputato a proteggere il nostro organismo dagli agenti esterni, ‘erroneamente’ aggredisce le cellule beta delle isole pancreatiche, che producono insulina. Sebbene il paziente diabetico abbia in circolo autoanticorpi diretti contro proteine delle isole, utilizzati attualmente come marcatori di predizione dell’ insorgenza della malattia nel periodo prediabetico, si ritiene che i linfociti T autoreattivi siano i ‘reali’ aggressori della cellula beta.

ha ottenuto all’ allestimento di un metodo di laboratorio ed alla progettazione di un ‘kit’, che porta alla identificazione di linfociti T autoreattivi nei confronti della proteina GAD 65 nel sangue periferico. Questo è oggetto di un Brevetto Europeo, che le è stato rilasciato nel 2010

immagini, cartoons

2011-09-22T02:29:00.000-07:00

easternblot.net
questa è un' immagine da Easternblot che dà una visione immediata (un filo che si smaglia) di un cromosoma che si sfilaccia come il capo di un filo di una maglia, infatti il DNA è un doppio filamento di acidi nucleici attorcigliato ad elica e raggomitolato in diverse strutture sempre più compatte

cromosoma e DNA

in un post precedente abbiamo parlato del DNA, di come è formato, e di come la sua struttura a doppia elica sia stata confermata scientificamente con la cristallografia a raggi X (Dorothy Hodgkin ne fu una sviluppatrice), mentre Rosalind Franklin aiutò il gruppo di scienziati di Cambridge in particolare Francis Crick per le sue acquisizioni sulla struttura del DNA che confermavano la presenza di una alfa elica, avvolta in due forme, "A" e "B".

Franklin and Gosling discovered that there were two forms of DNA: at high humidity (when wet), the DNA fibre became long and thin; when it was dried it became short and fat. These forms were termed DNA 'B' and 'A' respectively. She also specified the amount of water to be found in the molecule in accordance with other parts of it, data that have considerable importance in terms of the stability of the molecule.
By January 1953, Franklin had reconciled her conflicting data and had started to write a series of three draft manuscripts, two of which included a double helical DNA backbone. Her two A form manuscripts reached Acta Crystallographica in Copenhagen on 6 March 1953, one day before Crick and Watson had completed their model. Franklin became angry when Watson suggested she did not know how to interpret her own data. Watson hastily retreated, backing into Wilkins who had been attracted by the commotion. Wilkins commiserated with his harried friend and then changed the course of DNA history with the following disclosure. Without Franklin's permission or knowledge, Wilkins showed Watson Franklin's famous photograph 51. Watson, in turn, showed Wilkins a pre-publication manuscript by Pauling and Corey. Franklin and Gosling's photo 51 gave the Cambridge pair critical insights into the DNA structure. Franklin's research was completed by February 1953, ahead of her move to Birkbeck, and her data were critical. Model building had been applied successfully in the elucidation of the structure of the alpha helix by Linus Pauling in 1951. Since Franklin had decided to transfer to Birkbeck College and Randall had insisted that all DNA work must stay at King's, Wilkins was given copies of Franklin's diffraction photographs by Gosling. By 28 February 1953 Watson and Crick felt they had solved the problem.

Franklin, and the research group she headed, focused on the structure of RNA, a molecule equally central to life as DNA. RNA actually constitutes the genome (central information molecule) of many viruses, including tobacco mosaic virus.

Quindi, tornando al problema iniziale, la domanda è come fanno delle molecole lunghe e contenenti gruppi fostato, con cariche negative sui carbossili e sugli ioni fostato, a rimanere compatte e a non respingersi tra loro, e quali analisi fisiche e chimiche hanno permesso al trovare la soluzione a queste domande
La presenza di cariche positive sugli ammino acidi lisina e arginina, nelle proteine istoniche, e la formazione di legami eletrostatici con i gruppi fosfato riesce a neutralizzare la tendenza a respingersi insita nel filamento di DNA e dell'RNA virale.

Come in un nucleo atomico non sarebbe possibile tenere insieme diversi protoni carichi, altrettanti neutroni e gli elettroni con cariche opposte ai protoni, se il numero di queste cariche elettriche non fosse bilanciato (e formati dalle diverse particelle di varia natura, alla base della fisica quantistica)
Inoltre, seguendo le leggi della termodinamica, l'entropia è la tendenza di un sistema a passare da uno stato ordinato ad uno disordinato, quindi senza fornire energia l'entropia tenderebbe ad aumentare. In un nucleo, occorre fornire energia, in termini di ATP idrolizzato, per mantenere la struttura del DNA compattata (grazie agli enzimi topoisomerasi e girasi).

Il DNA è un polimero lunghissimo. Il genoma umano contiene più di un miliardo di lettere (nucleotidi)
Dal sito Treccani:

Quanto è lungo il DNA di una cellula?

Nell'uomo il codice genetico è formato da circa tre miliardi di nucleotidi; poiché la distanza media tra due nucleotidi successivi in un filamento è dell'ordine di circa 0.2 nanometri (nm; 1 m = 1 miliardo di nm), il DNA contenuto in ogni cellula ha una lunghezza di circa 1 m ed è spesso solo 2 nm. Per poter essere contenuto in una cellula grande 10 micron (1m = 1 milione di micron) questo lunghissimo filamento deve necessariamente ripiegarsi su se stesso e formare strutture di complessità crescente che siano adatte a mantenerlo in forma compattata, con una lunghezza pari a circa 500 milioni di volte il suo diametro.

Poxvirus: vaccinia virus (virus del vaiolo). L'informazione genetica è contenuta in un filamento a DNA singolo di dimensioni notevoli, come è stato oservato grazie al microscopio elettronico, che non sfrutta la luce come sorgente di radiazioni ma un fascio di elettroni.
The virion is exceptionally large, its size is around 200 nm in diameter and 300 nm in length and carries its genome in a single, linear, double-stranded segment of DNA.

l'eucromatina è l'organizazione spaziale del DNA che è accessibile alle proteine e quindi viene trascritta, mentre l' eterocromatina, è una struttura silenziata perchè bloccata da complessi proteici di repressione
ma come fa l'informazione contenuta nel DNA sia topograficamente contenuta in uno spazio ristretto come il nucleo...
oggi mi sono imbattuto nella immagine sottostante

il DNA è un doppio filamento avvolto su una scaffalatura di istoni (nucleosoma) che quando svolto raggiunge lunghezze enormi, mentre condensato e impacchettato riesce a essere contenuto in 23 coppie di cromosomi nel nucleo della cellula (superavvolgimento).

Ad esempio, il cromosoma 1 nell'uomo contiene 220 milioni di coppie di nucleotidi.

questo post è un contributo al Carnevale della Fisica #23 di settembre, dal tema "L'infinitamente grande e l'infinitamente piccolo", ospitato sul blog Scientificando di Annarita Ruberto, che apprezzo per i suoi contributi sulla comunicazione della Scienza e dell'insegnamento delle scienze, vedi Matematicamente e altri argomenti e raccoglitori...

e infine, questo cartoon tratto dal sito xkcd

blog

a proposito di blogs, e di comunicazione, si può visionare il contenuto del sito avanzando il tasto Next o quello random... bellissime vignette.....

Plant RNAs Found in Mammals | The Scientist

2011-09-22T02:20:00.000-07:00

Plant RNAs Found in Mammals | The Scientist

ma ammesso che mangiando incorporiamo i microRNA di cavolo o del riso senza ossidarli, il fatto che circolino nel sangue basta da solo a fare in modo che una parte di essi sia assorbita dalle cellule all'interno (per gradiente, o per trasporto mediato) in modo da far loro svolgere una attività su RNA bersaglio?

The plant microRNAs with the highest concentrations were MIR156a and MIR168a, both of which are known to be enriched in rice and cruciferous vegetables such as cauliflower, cabbage, and broccoli. Furthermore, the researchers detected the two microRNAs in the blood, lungs, small intestine, and livers of mice, in variable concentrations that significantly increased after the mice were fed raw rice (although cooked rice was also shown to contain intact MIR168a).

Next, the researchers scoured sequence databases for putative target genes of MIR156a and MIR168a and found that MIR168a shared sequence complementarity with approximately 50 mammalian genes. The most highly conserved of these sequences across the animal kingdom was the exon 4 of the low-density lipoprotein receptor adapter protein 1 gene (LDLRAP1).
LDLRAP1 is highly expressed in the liver, where it interacts with the low-density lipoprotein receptor to help remove low-density lipoprotein (LDL), aka “bad” cholesterol, from the blood.
The researchers hypothesized that MIR168a could be taken up by the epithelial cells lining the gastrointestinal tract, packaged into microvesicles, and secreted into the blood stream, where they can make their way to target organs. Once in the liver, MIR168a binds to LDLRAP1 mRNA, reducing the protein levels and ultimately impairing the removal of LDL from the blood.
To test this hypothesis in vitro, the researchers transfected synthetic MIR168a into a human epithelial cell line and collected the secreted microvesicles. When they added these microvesicles to a liver cell line called HepG2, they found that while it did not change the levels of LDLRAP1 mRNA, it did decrease the levels of the actual LDLRAP1 protein.
Likewise, the LDLRAP1 protein level decreased in the livers of live mice 3 to 7 days after eating fresh rice or being injected with synthetic MIR168a—significantly increasing LDL in the blood. When the researchers injected the mice with an RNA sequence that bound to and neutralized MIR168a, the protein and LDL levels returned to normal.
“This microRNA inhibits this protein and increased the plasma LDL levels,” Zhang said. With higher levels of circulating cholesterol, “it can possibly increase the risk of metabolic syndrome,” he added. But more importantly, this research points to a “new therapeutic strategy for the treatment of diseases,” based on the enhancement or inhibition of exogenous microRNAs.

JCPenney - Forever 21 sexist clothing

2011-09-20T06:42:00.000-07:00

Allergici all'algebra?

Stop JC Penney and Forever 21 from putting more sexist clothing on their shelves

Tell the CEOs of JC Penny and Forever 21 that you will hold them accountable for the clothing that is sold in their stores. Demand they make a public commitment to keep sexist clothing for girls from making it to their shelves in the future.

Festival della Scienza - programma

2011-09-20T06:23:00.000-07:00

Assistere in diretta alla formazione di un uragano grazie alla ‘tornado machine’. Riascoltare i suoni che percepivamo nel grembo materno. Farsi eseguire l’estrazione del DNA mediante un campione di saliva, conoscere la propria predisposizione al rischio di infarto o assistere a una rianimazione cardiovascolare. E poi i campioni di Federscherma e i ballerini di flamenco, pietanze della cucina molecolare, dee jay e musica per tutti i gusti, da ‘I tamburi del Vesuvio’ uniti alla danza del ventre, alla Fisaorchestra, fino al concerto per astronauta e orchestra con Ennio Morricone ospite d’eccezione. Questo e molto, molto altro ancora promette il programma di ‘Light-Accendi la luce sulla scienza’, il festival organizzato dal CNR con Planetario e Museo Astronomico di Roma Capitale.

L’evento si terrà presso il Planetario (piazza G. Agnelli 10, Roma,ingresso gratuito) in occasione della ‘Notte dei ricercatori’ promossa dall’Unione Europea, venerdì prossimo 23 settembre dalle ore 17.00 alle 02.

Il Cnr partecipa alla Notte dei ricercatori con altri appuntamenti. Presso l’area di ricerca romana di Tor Vergata-Cnr, si parlerà di energia, ambiente, astrofisica e nuove tecnologie (19–23 settembre, www.frascatiscienza.it).

La quarta edizione, intitolata ‘La scienza e le fiction tv’, è giocata sul confine tra realtà e finzione nelle serie televisive più amate dal pubblico, grazie a dimostrazioni ed eventi interattivi animati da ricercatori del Cnr e di altri enti, artisti e performer. ‘Light’ avrà luogo, in contemporanea, in più città, tra cui Bari, Benevento, Palermo e Rende (Cosenza).

Una ‘tornado machine’ realizzata dall’Istituto di biometeorologia riprodurrà furiose trombe d’aria in miniatura, simili agli uragani inseguiti dai ‘Cacciatori di tornado’ della serie tv. Il pronto soccorso di ‘E.R.’ rivive con Roberto Volpe dell’Ufficio protezione e prevenzione, che calcolerà attraverso un software il rischio cardiovascolare dei visitatori, illustrerà come prevenire l’infarto e metterà in pratica un intervento di emergenza con massaggio cardiaco e respirazione bocca a bocca. Simone Melchionna dell’Istituto di processi chimico fisici presenterà nello stand ‘Dr. House’ un progetto che simula in 3D la mappatura del flusso emodinamico per identificarne le eventuali anomalie.

“I visitatori saranno poi invitati a fornire i campioni della loro saliva per l’estrazione in diretta del Dna, ‘immergendosi’ nelle puntate di ‘Csi’. I ricercatori dell’Istituto di neurobiologia e medicina molecolare illustreranno alcune tecniche di investigazione usate nelle serie poliziesche”, spiega Rossella Palomba dell’Istituto di ricerche sulla popolazione e le politiche sociali del CNR che coordina Light. “Passiamo a ‘Sos tata’ riascoltando l’atmosfera di un utero: gorgoglii intestinali, lo sciabordare del flusso sanguigno, il ritmo del battito cardiaco ricostruiti dai musicisti e docenti universitari Tullio Visioli e Luca Spagnoletti”.

Sempre per il mondo scientifico rappresentato in Tv, la matematica è illustrata dall’Istituto di applicazioni del calcolo ‘M. Picone’ utilizzando i frattali – sulla scorta di ‘Numb3rs’ - per individuare l’originale tra varie copie di fumetti e comprimere i file mp3. L’antropologa forense di ‘Bones’ rivive con gli esperti del Museo Pigorini di Roma, che spiegheranno come ossa e denti svelino le vite del passato. Con ‘Fixion’ Sveva Avveduto, direttore dell’Irpps-Cnr, coinvolgerà il pubblico in un’installazione immersiva e interattiva, trasformandolo in VisitAttore…

Nel Planetario di Roma, oltre a laboratori e spettacoli e alle sezioni dedicate alle istituzioni coinvolte (Miur, Pon, Unione Europea, Garr, Coni e Federschema), si potrà visitare il Museo astronomico e assistere al ‘Respiro del cosmo’, un viaggio nello spazio sotto la cupola stellata. Alle 20.30 la volta celeste vedrà ospite il musicista Ennio Morricone, che assisterà al concerto virtuale per ‘Astronauta ed orchestra’. La sezione ‘4kids’ sarà dominata dal ‘Planetario mobile’ con protagonista il dr. Stellarium, che spiegherà i misteri dell’Universo.

Fitto il ‘cartellone dell’area ‘Outlab’. Il fisico Davide Cassi preparerà pietanze della cucina molecolare, si esibiranno i campioni di Federscherma, i Tamburi del Vesuvio che contamineranno musica popolare e danza del ventre, le 12 fisarmoniche della Fisaorchestra, la Stradabanda, la Banda della Polizia, i ballerini di flamenco con guest stars Claudio Javarone e Francesca Stocchi. In chiusura, spazio al dj Paul Micioni e al batterista Alessandro Canini.

Molto ricco anche il programma delle altre sedi.

A Benevento, si imparerà a sopravvivere con le piante spontanee (‘Lost’) e a riconoscere l’olio di qualità (‘Cuochi e Fiamme’).

A Bari, ci si imbatterà nell’estrazione del DNA (‘CSI’ e ‘Lost’), nella misura del vento e delle polveri atmosferiche (‘Cacciatori di tornado’). Nel capoluogo pugliese si esibirà ‘Improbabilband’, la prima e unica banda totalmente composta da ricercatori precari.

Passando a Rende (Cs), tra i vari laboratori: la simulazione del rischio idrogeologico e la prevenzione degli incendi (‘Thunderbirds’); la tracciabilità e la sicurezza alimentare (‘Cuochi e Fiamme’).

A Palermo è previsto ‘l’incontro’ con i delfini e il plancton in 3D (‘Flipper’) e si parlerà di specie vegetali scomparse (‘Lost’).

Al Castello di Lerici (Sp), dalle ore 21 alle 24, in compagnia dei ricercatori dell’Istituto di scienze marine, è previsto un collegamento in differita con la base artica del Cnr e la proiezione di video dell’ultima spedizione alle isole Svalbard.

A Bologna sarà inaugurata la mostra ‘Questione di chimica', percorso scientifico interattivo organizzato, tra gli altri, da Cnr e Associazione Festival della Scienza, per coinvolgere il grande pubblico nella scoperta della chimica, dei suoi misteri e delle sue infinite applicazioni (fino al 27 settembre a Start – Laboratorio di culture creative, piazza Re Enzo).

L’Istituto per lo studio degli ecosistemi di Verbania organizza, dalle 15 alle 23 con replica il sabato 24 dalle 15 alle 18, visite guidate, percorsi e stand interattivi.

Altri eventi sono descritti sul sito web della Notte dei ricercatori (e ricecatrici)

LA NOTTE DEI RICERCATORI 2011 anche all’UNIVERSITÀ DEL SALENTO

Lecce: Si svolgerà il 23 settembre 2011 la sesta edizione della “Notte dei Ricercatori”, che vede coinvolte oltre 800 sedi di 320 città europee in 32 Paesi. Per questa edizione 2011 l'Università del Salento, insieme alla Federazione del sistema universitario pugliese-lucano-molisano (Università degli studi di Bari “Aldo Moro”, Politecnico di Bari, Università degli studi della Basilicata, Università degli studi di Foggia, Università degli studi del Molise, Università del Salento) hanno organizzato l’evento come sistema Puglia.

Tutti gli eventi ‘Light’ saranno trasmessi contemporaneamente in streaming web grazie al Garr all’indirizzo www.eventolight.it oppure www.garr.it/eventi/light-2011

la chimica nelle scuole

2011-09-19T05:02:00.000-07:00

Nona edizione del Carnevale della Chimica di settembre, sull'argomento "La chimica nei ricordi di scuola", nei miei ricordi sulla didattica nostrana a livello della scuola superiore e dell'università.

ho frequentato un liceo classico, ed un mio disappunto è stato sul minimo numero di ore destinate alle scienze, un anno intero dedicato all'astronomia, però quel minimo veniva svolto bene, mi ricordo di avere avuto facilità nell'apprendere gli esercizi delle reazioni chimiche, calcolare i numeri di valenza... A distanza di tempo alcune nozioni sono state rivelate nel loro significato e funzione, ossia questo è un punto a sfavore sulla scuola secondaria o dello studente medio e distratto. La respirazione mitocondriale, il catabolismo degli zuccheri, l'energia e la sua trasformazione, in ambito universitario si apprendono con maggiore approfondimento ed interessamento. Già, perchè se non c'è interesse da parte nostra, fisica o chimica resteranno materie aliene.

Infine, una volta dall'altra parte, a confrontarmi con gli studenti di Biochimica che si preparavano per l'esame, o durante le sessioni di esame. Parlando dei loro colli di bottiglia, dei punti di debolezza, una relazione umana, che sarebbe importante coltivare per catturare la loro attenzione, entusiasmo e energia.

Uno dei miei domandoni cadeva spesso sul perchè da un mediatore chimico si possa arrivare ad effetti contrastanti, volendo arrivare alla descrizione di recettori di tipo A o di tipo B, e di meccanismi effettori mediati da una diveristà di mediatori (AMP ciclico, GTP, fosforilazioni, IP3, apertura canali ionici) la domanda nasceva a livello inconscio, e me la spiego oggi con questa curiosità (esplicitata anche nel post sulle molecole bioattive):

se l'interazione tra un composto bioattivo e il suo recettore è di natura chiave-serratura, facendo il recettore da scaffalatura che si modifica nelle 3 dimensioni dopo aver legato il composto (ligand), due recettori per lo stesso composto, e che sono composti da domini effettori che attivano una risposta differente, una magari che idrolizza GTP e l'altro che attiva una lipasi che produce IP3, questi due recettori in che cosa sono simili nel legarsi al composto bioattivo?

la risposta è che forse probabilmente per alcuni recettori di tipo semplice ci sono dei domini tridimensionalmente simili e forse anche la loro sequenza amminoacidica è simile (alta omologia), per altri, formati da complessi multimerici, (come nel caso dei neurotrasmettitori , dei recettori del glutammato o dei recettori del GABA di tipo A, e di tipo B) lo spazio in cui viene accolto il composto legante riceve più contributi di legame dalle diverse subunità.
Oggi, con wikipedia e tute le informazioni a portata di web, fare una ricerca è molto facile.

Cercavo una risposta, e non capivo quale... e ancora non so se oggi l'ho trovata.

excessive cesium at incinerators | The Japan Times Online

2011-09-16T05:36:00.000-07:00

Tests find excessive cesium at incinerators | The Japan Times Online

Il serpente che si morde la coda: se si bruciano scarti che contengono oltre 8000 Bequerel/kg di cesio, tramite le ceneri che si distribuiscono sul territorio si riciclerà il cesio indesiderato...

tests in late August found that ashes from nonindustrial incinerators contained more than 8,000 becquerels of cesium per kilogram in Tokyo and six other prefectures.

September: Dust and ashes containing cesium beyond the legal limit of 8,000 becquerels per kilogram has been found at six industrial waste incinerators in Iwate, Fukushima and Chiba prefectures, the Environment Ministry said Thursday..
Samples from 110 industrial waste disposal facilities in 16 prefectures from east to northeast Japan have revealed cesium readings ranging from 10,800 to 144,200 becquerels at four incinerators in Fukushima Prefecture, 23,000 becquerels at a facility in Iwate Prefecture and 11,500 becquerels at an incinerator in Chiba Prefecture

Science Express lancia un nuovo carnevale: i libri di scienza

2011-09-14T04:25:00.000-07:00

Che si tratti di matematica, fisica, chimica o altro, la formula del carnevale è molto interessante perché pone i partecipanti tutti sullo stesso piano, quello del dialogo e, a rotazione (volontaria), affida a ciascuno il compito di valutatore degli scritti altrui.

Il successo di questa pratica democratica e partecipativa è sotto gli occhi di tutti quanti sono attenti alla comunicazione della scienza.
Il carnevale consente ai blogger di mantenere la propria libertà di blogger ma li sfida mensilmente a confrontarsi coi propri pari.

Come casa editrice, Scienza Express guarda con attenzione al mondo dei blog. Due dei titoli usciti nel primo anno di novità sono opera di blogger amati e rispettatio: lo Zar (Verso l'infinito ma con calma, Roberto Zanasi, Scienza Express 2011) e Popinga (Giovanni Keplero aveva un gatto nero, Marco Fulvio Barozzi, Scienza Express 2011).

Ora vogliamo fare un passo avanti e sposare la formula del carnevale per parlare dei libri di scienza.

I libri di scienza hanno le loro belle particolarità. Spesso si rivolgono a nicchie di interessati. Succede che tocchino temi caldi su ambiente, salute, alimentazione, difesa, nuove tecnologie... e quindi interessano tutti. In molti casi non diventano dei best seller (non tutti sono Odifreddi o la Hack... e Scienza Express è felice di questa bibliodiversità) ma capita che non pochi siano dei long seller - del resto se parli di cellule, gravità, polimeri, quello che racconti oggi domani non è vecchio, no? E lo stesso succede con mille altri temi che la vostra curiosità e i vostri interessi sapranno scovare.

Un "Carnevale dei libri di scienza" ospita post che parlano di novità e altri sui grandi classici. Naturalmente, sono ben graditi contributi che toccano libri sconosciuti purché abbiano significato qualcosa per chi ne scrive. Vale tutto. Dagli Elementi di Euclide a Bertrand Russell all'ultimo libro uscito ieri.

La formula la sapete. Ogni mese c'è un coordinatore che ospita il "Carnevale dei libri di scienza" e invita altri blogger scientifici a parlare di un libro (... di almeno un libro). Ci sono i blogger che aderiscono scrivendo sui propri blog. C'è una deadline oltre la quale è scortese segnalare i propri post. E c'è un giorno di pubblicazione nella quale il coordinatore ammanisce un testo che tocca i diversi post. Se vuole, il coordinatore può lanciare una call "a tema", anche se call libere sono abbastanza frequenti nei vari carnevali.

Questo è quanto. Non c'è altro da dire se non che nei prossimi giorni Scienza Express lancerà il carnevale su Facebook e Google+; che si propone di tenere le fila di questo nuovo carnevale e che vi invita a partecipare al primo "Carnevale dei libri di scienza". Deadline: 14 ottobre. Pubblicazione: 21 ottobre. Tema: "storie di animali". Poi si tratterà di trovare altri volontari a ospitare le prossime edizioni.

Prima di lasciarvi a rimuginare sul libro col quale debuttare, due richieste.
Uno. Ci farebbe piacere avere un vostro parere su questa nuova iniziativa carnevalesca.

Due. Se il "Carnevale dei libri di scienza" vi convince, ci farebbe piacere che lo promuoveste sul vostro blog, che ne parlastee con i vostri amici blogger, insomma che ci aiutaste a farlo crescere.

A presto e buone letture.

Daniele Gouthier

Tokyo: First ‘alibi-ya’ busted - The Tokyo Reporter -

2011-09-14T01:58:00.000-07:00

Dateline Tokyo: First ‘alibi-ya’ busted | The Tokyo Reporter -

“‘Aribai-ya’ to fuzokujo no kittemo kirenai " è un articolo tradotto su Nikkan Gendai da Tokyo Reporter

Alibi-ya, sta per il commercio di documenti falsi (come dichiarazioni dei redditi e certificati di impiego) e un recapito telefonico (cui telefoniste certificherano che si tratta prprio della ditta in oggetto) fornito a giovani laureate senza lavoro nel Giappone odierno, che desiderano fornire una identità lavorativa ai genitori.

Il reato, molot diffuso, può costare perdite econimiche ai singoli per milioni di yen

Japan , nuclear safety, training institute and controls

2011-09-12T03:44:00.000-07:00

Japan may create nuclear safety training institute | The Japan Times Online

Il nuovo primo ministro Noda-sensei e nuovo capo del Democratic Party of Japan dice che siamo a metà strada per arrivare al Cold Shutdown, al controllo totale della fissione nucleare autorigenerante ancora in corso alla centrale TEPCO di Fukushima-ken. Significa che se non ci sono schegge impazzite si arriverà a questo obiettivo nel 2012.
Il problema delle centrali nucleari giapponesi, tra le cause di una chiusura quasi completa e di lavori di ispezione sulla sicurezza, è che le barre di uranio consumatesi non vengono tolte e deposte in contenitori stagni, spostate e sepolte in siti di alta sicurezza, ma per la legge del lucro vigente nel settore privato vengono lasciate all'interno delle centrali in vasche piene di acqua (materiale di raffreddamento economico).
Insomma, prima di riaprire qualsiasi centrale ancora in buono stato, bisognerebbe fare un lavoro immane e ripulire gli intenri da queste bombe ad orologeria.
Più che di personale esperto in sicurezza, ci vorrebbe un corpo di polizia nucleare abilitato ad arrestare e mettere in sicurezza siti dove il personale non si comporta nell'interesse della sicurezza nazionale.

Better than an Agency, we need police sqauds allowed to arrest technicians and close site where uranium rods are kept inside the gorund of the nuclear energy power centrals. Get them in jail, easier!

15 TeraBequerels: più che a Chernobil

2011-09-10T00:32:00.000-07:00

--rilascio di radiattività dalla centrale nucleare TEPCO di Fukushima

Aggiornamento valori radiattività

Fonte Daily Yomiuri online

15,000 terabecquerels, including substances in polluted water and substances released into the air that eventually fell into the sea. Tera means one trillion.
The figure is more than triple the estimate by Tokyo Electric Power Co. Also, the new estimate does not include cesium-134, meaning the actual total could be even larger.

25 october: release of Haruki Murakami's '1Q84' english version

2011-09-09T08:02:00.000-07:00

The Race to Translate Haruki Murakami's '1Q84' - Japan Real Time - WSJ

“1Q84″ presents a twist on George Orwell’s “1984,” which Mr. Murakami frequently references. (In Japanese, the word for “nine” is pronounced “kyu”). Rather than an Orwellian dystopian future, Mr. Murakami paints an alternate past. In his characteristically stark, unadorned prose, Mr. Murakami tells an epic love story set in Tokyo in 1984. Aomame, a young female hired assassin, and Tengo, an aspiring novelist, are separately drawn into a parallel reality where some people have two souls, two moons hang in the sky and mysterious “little people” wield power.
“1Q84″ shares traits with Mr. Murakami’s “The Wind-up Bird Chronicle” and “Kafka on the Shore,” including his trademark melding of the mundane and the fantastical, and his obsession with cats and music. But the new work stands apart in its epic scope and authoritative voice; unlike most of his novels, it’s narrated entirely in the third person.

THANKS by new elected democrats in from Wisconsin!

2011-09-08T07:33:00.000-07:00

People For the American Way: Email - THANK YOU from Wisconsin!

I appreciated all the invaluable help from PFAW and its members to unseat Republican Sen. Randy Hopper in the District 18 recall election. I had to write to you to thank you directly.

I won by 1,200 votes and I have no doubt that PFAW's help was absolutely critical in our victory. I particularly loved the direct mail piece that went out in my district to expose my opponent's record and his attacks on the middle class and working families. And the extra airtime PFAW bought to run its ad against Sen. Hopper in the final week really made the difference and helped put me over the top.

While we Democrats fell just shy of flipping the Senate away from Republican control, the two seats we gained will make a huge difference, and I look forward to being a strong voice of progress for my constituents and all the working families of Wisconsin. And I will make you proud by fighting every attempt to expand the war on voting rights, public education and the working men and women of Wisconsin.

Thanks again! I can't wait to work with you on the many battles to come.

With sincere appreciation,

Senator-Elect Jessica King
Wisconsin Senate District 18

Recettori del gusto nelle viscere - the good, the bad and the tasty

2011-09-08T05:14:00.000-07:00

Taste isn't just for taste buds anymore - F1000 Biology Reports - F1000

In un post precedente si parlava dei 5 differenti tipi di gusto e delle cellule sensoriali dei 5 gusti sulla lingua. In questo articolo si spiega perchè i recettori del gusto sian oespressi anche sulla trachea e sull'intestino e che funzioni possano svolgere nel contesto di un diverso sistema chemosensoriale.
The widespread expression of elements of the “taste” transduction cascade in numerous tissues of the body points out the necessity for caution in attributing a physiological function to a system based solely on expression of a gene product. Activation of taste receptors in taste buds does not give rise to the same sensation as activation of the identical receptors in the airways or gut. The physiological function of a receptor, or a Trp channel, or a G-protein, makes sense only in the context in which it is expressed.

innovazione e investimenti in Puglia

2011-09-07T06:25:00.000-07:00

Questo agosto ho letto due libri di Desiati Mario, Ternitti, e: Foto di classe: u vagnune s n'è sciuto (il ragazzo se n'è andato). Le due storie si svolgono entrambe in Puglia, la prima nel Salento (storia di emigranti in Svizzera a lavorare l'eternit, e il loro rientro in Terra d'Otranto) la seconda a Martinafranca. Questo post prende spunto dalla problematica che l'autore tratta sui suoi coetanei e compagni di classe da grandi, quelli andati via da Martinafranca (l'avvocato, il DJ-PR) e quei pochi rimasti.

C'è l'ambiente della villa, l'abitudine a ritrovarsi in piazzetta la sera, a decidere se fare e cosa fare e ogni gruppo ha il suo punto di ritrovo. Ci sono le rimpatriate, le riunioni di classe, i rientri in città per le feste comandate. C'è l'esempio delle arance, che sono tutte uguali all'esterno, ma quelle raccolte nel sud sono succose e le altre no.

Ora ,che un libro sulla Puglia sia diverso da un libro sul sud, è chiaro. Il sud è un patchwork di realtà diverse, e la Puglia (non solo grazie a Vendola) ha avuto i suoi exploit economici in diversi campi, dalle energie pulite, il fotovoltaico, il turismo che nel Salento sta creando posti di lavoro e benessere a tanti, con i grossi investitori (es. il Generale Marrocco, i Ricchiuto, che affita posti barca anche ai pescatori nel porto turistico di Leuca e fa i parcheggi a Lecce; i grandi proprietari terrieri come i Cantoro (il nuovo spazio diocesano a Castrignano), il Dr. Manco e gli agriturismo) anche quei piccoli lavoratori in nero che fanno di tutto (dalla manutenzione in ville, giardini e piscine, spurgo dei pozzi neri, intonacature, fino alla gestione degli affittuari per conto di un proprietario lontano), fino ai fornitori di servizi: autotrasportatori di acqua con ricevute dimezzate o senza alcuna ricevuta, elettricisti, piastrellisti (dopo tutto un inverno di umido, ogni residenza ha bisogno di una ripulita).

C'è stata una impennata di prezzi, che non darà buone ricadute. Affitti esagerati e olio strapagato nel Capo di Leuca. Ma c'è un lato ancora conveniente. Pasti buoni a poco prezzo in trattorie, sagre e feste ogni giorno se si ha voglia di un bagno di folla, aperitivi sul mare, e a cercare sul web si trova un affitto spendendo meno.

Il lavoro agricolo è molto poco pagato (il grano va a 20 centesimi al chilo, poco più se è già macinato), però gli interventi di trattori per arare e mietere costano meno che a nord di Lecce.

La Puglia è anche terra di industria. C'è la costruzione meccanica di parti di aerei (Aerobus) a Grottaglie. C'è l'ILVA a Taranto, una delle ultime fonderie ancora in attività (anche se l'unico Marcegaglia che valga veramente non lavori in Italia, ma negli USA). Ci sono i pendolari della FIAT di Melfi.
Ci sono piccole realtà e aziende di costruzione nel settore dei catamarani, che realizzano prototipi oggetto di tesi di laurea in tempi rapidi, e che consegnano le barche anche fino in UK, e alle Baleari.

E ci sono i centri della ricerca, il Polo agroalimentare a Foggia (consorzio DaRE e il Centro di Eccellenza su alimenti e salute), il polo tecnologico di Bari nel settore biomedico, il polo di Lecce sulle Nanotecnologie, e Brindisi per l'ambiente (ENEA). Due nuove palazzine e tre centri in costruzione solo su Lecce.

E ci sono questi nuovi scrittori, Desiati tra tutti, poi Livio Romano, e i nuovi film makers, Whinspeare (con azienda di famglia di vini di Depressa, frazione di Tricase, da visitare, ne vale la pena). Sì, ecco, i vini: alcune ottime realtà e case vinicole, Cantele, Candido, due nomi tra tutti, il Primitivo ed il Negramaro a fare da traino. La riproposta di vini mai messi in bottiglia prima, Aleatico (provatelo, nella versione secca ed in quella dolce, fatta con grappoli passiti), il Moscato di Novoli (più scadente che in passato), e ancora altri vitigni che vedranno nuove età dell'oro, penso al Grillo, che può essere vinificato a spumante con seconda fermentazione in bottiglia.

Ci sono designer e stilisti, ci sono piccoli imprenditori del tessile (fibre antiodore e antimacchia), un manufatturiero che forniva all'esercito nastrini, piume e cappelli.

Ci sono le realtà di eccellenza (San Giovanni Rotondo) e forse nuovi centri (se si farà il S. Raffaele del Sud). E ci sono gli appalti sporchi, un Dirigente ASL Lecce in carcere, una ex assessore alla Sanità pugliese dimissionaria.... IL polo oncologico di Lecce che ha chiuso il laboratorio analuisi genetiche , e manda a fare le analisi fuori, al nord, tenendo tutta la strumentazione costata milioni ferma a impolverarsi.

Con un passo allungato, L'ARPA invece fa catalogare e declassificare strumentazione ancora in buono stato come "guasto"- "rotto" così da poter autorizzare l'acquisto di nuovo macchinario.

Ma questa è storia già vista, di scantinati pieni di macchinari in disuso.

Edoardo Nesi, scrittore coinvolgente

2011-09-06T04:02:00.000-07:00

Ieri sera su Iris hanno trasmesso Prendimi l'anima, di Roberto Faenza, la storia di Sabina Spielrein, educatrice, che vede calpestare la sua indipendenza culturale dalla dittatura di Stalin e viene uccisa dai tedeschi nella sinagoga di Rostov. Impagabile il modo in cui supera la chiusura autistica di un bimbo attraendo il suo interesse verso una scimmia che sa suonare il piano.

Sto leggendo "Storia della mia gente", di Edoardo Nesi.

Gran bel libro, figure di artisti del design dei prim ianni '60, l'avvento del business dell'alta moda, degli strozzini della grande industria, e di visioni panoramiche sulla letteratura, Francis Scott Ftizgerald, David Foster Wallace, Joan Didion, e altri, visto che non ho ancora finito di leggerlo.

Mi piace come ha vissuto, i corsi negli USA, gli interessi, l'abilità a tenere discorsi senza prepararseli, a braccio. Quando si ha la padronanza di una lingua (e si sogna, e si pensa, a braccio) allora c'è una fonte da cui attingiamo argomenti, aneddoti, e parole, verbi, storie, l'arte del narrare.

mi ha fatto odiare lo statalismo, l'IRAP, Treu...

mi ha fatto ricordare una poesia, di Apollinaire, Tojours, adatta ai periodo storico avvilente che stiamo vivendo:

Noi andremo sempre più lontano, senza avanzare mai

e di pianeta in pianeta

di nebulosa in nebulosa

i don Juan di mille e tre comete

senza per nulla allontanarci da terra

cerchiamo le forze nuove

e prendiamo sul serio i fantasmi

E tanti universi si obliano

chi sono i grandi dimenticatori

che dunque sarà a farci dimenticare questa o quella parte del mondo

dov'è il Cristoforo Colombo a cui sarà dovuto il dimenticare un continente

Perdere

ma perdere veramente

per lasciare posto all'inventività

perdere

la vita per trovar la vittoria

Settembre Festival della Scienza - La Notte della ricerca

2011-09-02T00:34:00.000-07:00

Venerdì 23 settembre si festeggia in Europa la ‘Notte dei ricercatori’ dedicata alle persone impegnate nei mestieri della ricerca e alle loro scoperte. Explora il Museo dei Bambini di Roma presenta, in collaborazione con l' Istituto per le Applicazioni del Calcolo del Consiglio nazionale delle ricerche, una serie di esperimenti e giochi legati alla matematica che propongono, a bambini e genitori, un punto di vista nuovo su questa disciplina, spesso considerata ingiustamente noiosa e difficile. Gli incontri, creati per avvicinare i giovani ad alcuni concetti aritmetici sono divisi per fasce di età (3-5 anni e 6-12 anni).Tra gli appuntamenti, sempre in collaborazione con il Cnr, la mostra ‘Matematica senza numeri’, un approccio informale e giocoso pensato per trasformare questa materia in un'attività creativa e ricca di fantasia.

Dove: ROMA - Explora, Museo dei bambini, via Flaminia 80-60

sito web: http://www.mdbr.it

A Bari il Festival della Scienza (pagina web del programma) prende il via dal 20 al 23 settembre, in collaborazione con il Festival dell'Innovazione.

FESTIVAL DELLA SCIENZA 2011 “150 anni di scienza”

In occasione della nona edizione del Festival della Scienza, programmato a Genova dal 21 ottobre al 2 novembre 2011 (la cui parola chiave sarà: “150 e oltre”), una grande mostra scientifica interattiva dedicata a questo tema, la presente proposta prevede, attraverso il coinvolgimento della rete del Consiglio Nazionale delle Ricerche e dei soggetti territoriali (per esempio Università, Fondazioni, Musei , Centri di Ricerca e di Studio, Confindustria, Camera di Commercio), è prevista la realizzazione nel corso del 2011 di una serie di eventi “vocazionali” nelle principali città italiane per celebrarne le eccellenze scientifiche. Tra queste:

- La fisica a Roma,
- L’ottica a Firenze,
- L’informatica a Pisa,
- La genetica a Napoli,
- La medicina a Milano,
- La chimica a Bologna,
- L’Agroalimentare a Bari,
- La Matematica a Palermo,
- L’astronomia a Padova

Si tratta di iniziative itineranti, tra spazi all'aperto e luoghi chiusi, per gli incontri con presentazioni poewerpoint.

A Bari si terranno dei convegni sul settore Agroalimentare. Sala conferenze ed eventi: Fortino di S.Antonio. Quello che ci coinvolge si intitola: "Innovazioni presenti e future nel settore agro-food a favore delle PMI pugliesi", con interventi per presentare i risultati ottenuti nel campo della sicurezza alimentare e sul recupero di scarti con alto valore aggiunto coem il siero nel settore caseario.

In pochi anni la Puglia agricola si è vista riconoscere l’alta qualità dei propri prodotti, legati a storia e tradizioni, ottenendo 8 DOP al ‘Pane di Altamura’, al formaggio ‘Canestrato pugliese’, alle olive ‘Bella della Daunia’ e agli oli ‘Collina di Brindisi’, ‘Dauno’, ‘Terra di Bari’, ‘Terra d’Otranto’ e ‘Terre Tarentine’, 26 DOC e 6 IGT ai vini, e le IGP per le “Clementine del Golfo di Taranto” (riconoscimento nel settembre 2003), il limone ‘Femminello del Gargano’ (riconoscimento nel dicembre 2005) e il ‘carciofo brindisino’, oltre ai 194 prodotti agroalimentari regionali riconosciuti ‘tradizionali’ dal Ministero delle Politiche Agricole.

La mostra diventa un’occasione per il territorio regionale di esibire ad un vasto pubblico le sue antiche tradizioni agroalimentari e le innovazioni che si sono susseguite nel tempo, espressione di un’evoluzione di quelle pratiche colturali, conoscenze, abilità, saperi, rappresentazioni e tradizioni culturali, che si sintetizzano armonicamente nel concetto di Dieta Mediterranea (dal greco “diaita”, dieta appunto), ora Patrimonio Comune dell’Umanità.

L’obiettivo dell’esposizione che si terrà a Bari è accompagnare il visitatore in un percorso divulgativo che, attraverso territorio, storia e scienza, lo porti alla scoperta delle innovazioni connesse con la dieta mediterranea, le filiere tipiche regionali (olio, vino, lattiero-casearia, cerealicolo-pastaria, ortofrutta, ittica etc), il know-how dell’industria agroalimentare e, ancora, l’evoluzione e l’innovazione nei processi di modificazione dell’ambiente rurale e del paesaggio agricolo. La vocazione territoriale è spunto per evidenziare l’unità d’Italia attraverso i paesaggi naturali (olivo), le colture e gli alimenti.

Parallelamente a Foggia sarà organizzata un’esposizione presso la Fiera dell’Agricoltura finalizzata ad evidenziare le attività del mondo della ricerca per favorire la valorizzazione delle produzioni agroalimentari, attività che verranno anche sottolineate in un convegno a tema. Inoltre, ad animare le giornate foggiane, ci saranno una serie di guerrilla gardening ad opera di studenti della Facoltà di Agraria che in varie aree verdi della città piantumeranno piante di corbezzolo come simbolo della bandiera italiana (il corbezzolo ha contemporaneamente fiori bianchi e bacche rosse tra un bellissimo fogliame verde).

anidride carbonica disciolta nel sangue e sistemi tampone

2011-08-27T22:41:00.000-07:00

Questo post è un contributo al blog Piemonte al Microscopio che ospita il Carnevale della Fisica #22 del mese di agosto, dedicato alle vacanze estive, dal tema "La fisica in vacanza", sul un fenomeno correlato a due attività che si svolgono in vacanza, come le immersioni subacque o le camminate in alta quota.

La CO2 è un prodotto del catabolismo cellulare, eliminata attraverso la circolazione del sangue e trasportata dall'emoglobina nei globuli rossi. Come per l'ossigeno molecolare, questo gas si discioglie nei liquidi come il plasma secondo una percentuale data dal rapporto tra parte disciolta e parte gassosa, chiamata tensione di CO2, ad una determinata pressione, in atmosfere. Inoltre, la molecola viene idratata ad H2CO3, acido carbonico, che si dissocia a protone e ione carbonato, HCO3-/CO3-- è il principale sistema tampone che assorbe i protoni, prodotti nel catabolismo degli amminoacidi.

Come altre molecole gassose semplici (ossido nitrico e ossido di carbonio, due mediatori di comunicazione tra cellule), CO2 si lega a recettori cellulari stimolando cellule neuronali dei centri del respiro e in alcuni centri che controllano la circolazione.

La respirazione forzata, iperventilazione, abbassa la tensione di CO2 favorendo la sua eliminazione (ipocapnia) ma riducendo il potere tamponante sui protoni nel sangue.
In alta montagna, ad alta quota a causa della rarefazione dell'ossigeno si ricorre alla iperventilazione, che favorisce una maggiore eliminazione di CO2 e quindi può provocare acidosi.

In terapia medica si ricorre a ipocapnia e ipercapnia in diverse patologie...L'ipocapnia o la maggiore ventilazione può essere una soluzione momentanea per controbilanciare l'alcalosi provocata da disturbi del metabolismo o del sistema cardiocircolatorio.
L'ipocapnia può essere l'effetto di una acidosi (diabetica, metabolica, renale) ossia si tende ad eliminare meno CO2 per aumentare il potere tampone del sangue. La respirazione forzata di CO2 (ipercapnia) può essere realizzata in mancanza di altri mezzi respirando dentro un sacchetto di carta, da effettuare nei momenti di panico e nelle acidosi metaboliche (tipiche quelle dei bambini).

Durante le immersioni in mare, scendendo in profondità aumenta la pressione (2, 3 atmosfere) che comprime i gas e li discioglie maggiormente nel sangue. La risalita lenta permette il riequilibrio ed il ritorno alla tensione di O2 e CO2 relative alla pressione atmosferica, evitando una produzione di gas troppo veloce che è la causa di emboli.

The partial pressure of CO in the blood (PaCO2) represents the balance between CO2 produced, CO2

eliminated, and CO2 (rarely) inspired

CO2 production

PaCO2 = ---------------------+ inspired [CO2]

CO2 elimination

PaCO reflects the rate of CO2 elimination.

There are no common physiological causes of hypercapnia.

Historically, uses of CO included elimination of carbon monoxide poisoning, augmentation of cerebral perfusion during carotid endarterectomy, hastening emergence from general anesthesia, and as treatment for retinal artery occlusion.

Accidental hypercapnia occurs with problems such as circuit misconnections that permit rebreathing. Increased CO production is uncommon, but occurs with hyperpyrexia, shivering, neuroleptic malignant syndrome, heat stroke, thyrotoxicosis or pheochromocytoma.

Bibliografia:
Curley G, et al.: Bench-to-bedside review: Carbon dioxide. Critical Care 2010, 14:220.

Ganong WF. Fisiologia Medica. Piccin editore.

Agosto salentino, Iperico in fiore

2011-08-27T08:24:00.000-07:00

Ipericum perforatum, Erba di S. Giovanni (si riconosce dai piccoli tuberculi che si vedono controluce sulle foglioline).

Si prepara la tintura madre con i fiori, un estratto alcoolico che si usa per scottature e ferite, inoltre si preparano infusi e decotti

la tintura madre agisce sul sistema nervoso (depressione), l'infuso della pianta essiccata nei dolori dell'apparato riproduttore femminile...

down-regola l'attivazione di STAT1 (Tedeschi et al. J. Pharmacol. Exp. Therapeut. 307: 254-61). Contiene luteolina, apigenina, iperforina, ipericina, miricetina, beta-sitosterolo, quercetina, quercitrina, rutina and kaempferolo.

Carnevale della Chimica #8: le sostanze bioattive

2011-08-23T04:07:00.000-07:00

Benvenuti alla edizione di agosto del Carnevale della Chimica. Agosto, nella Canzone dei dodici mesi, ispirata ad una poesia del 1300 di Folgore di San Giminiano, viene descritto così:

Non si lavora Agosto, nelle stanche tue lunghe oziose ore
mai come adesso è bello inebriarsi di vino e di calore, di vino e di calore...

Da qui prederemo spunto per parlare dei polifenoli del vino, resveratrolo e antociani, e il paradosso francese.

L'ottava edizione segue la molto ben riuscita settima edizione dal titolo "Chimica ed elettricità", ospitata da Giovanni Boaga sul blog Storie di Scienza.

In quella occasione, scrivendo sulla generazione del segnale elettrico nelle cellule nervose e muscolari, è nato lo stimolo a rispolverare notizie sulle sostanze che bloccano alcune pompe di membrana che producono i gradienti elettrochimici, e trasportano ioni calcio e sodio.

Ma introduciamo l'argomento partendo dalla struttura dei composti chimici.

La disposizione nello spazio tridimensionale di una molecola determina la forma dello "scaffold", la struttura centrale da cui si dispongono nelle varie direzioni i gruppi chimici esterni, determinando l'impronta della molecola, se ne potessimo prendere un calco. Pensiamo alla forma della chiave, che è unica per tanti diversi modelli, ed ogni chiave si adatta perfettamente ad una sola serratura (questo anche grazie alla chiralità, alla disposizione stereoselettiva dei residui a destra o a sinistra della struttura portante della molecola, l'effetto selettivo mano destra-guanto destro).

Un ramo della biochimica farmaceutica è quello della modellazione delle strutture chimiche, e della simulazione, grazie anche alla sintesi di migliaia di strutture chimiche che vengono testate come inbitori, modellando l'incastro dei residui attivi all'interno delle tasche e dei siti attivi da bloccare.

Sempre sul tema della modellazione, Paolo Gifh, curatore del blog “Il Chimico Impertinente”, invia un contributo sulla previsione analitica degli effetti terapeutici delle molecole bioattive

Un requisito per le produzione di sostanze bioattive è la presenza negli organismi di vie di biosintesi, che ne determinano la produzione solo in certe piante o batteri ma non in altri. A differenza dei prodotti di catabolismo, come acidi grassi a basso numero di carbonio (acido propionico e butirrico che, oltre a fornire energia metabolica, svolgono azione biologica specifica, agendo su recettori di membrana GPCR o a livello epigenetico inibendo le istone deacetilasi), i metaboliti secondari sono prodotti tramite biosintesi grazie a geni che codificano gli enzimi per le trasformazioni chimiche necessarie.

Le vie di biosintesi delle sostanze bioattive sono di due tipi, biosintesi di proteine (proteine prodotte da RNA messaggero o tramite sintesi di peptidi non ribosomiale, come batteriocine ed antibiotici), e biosintesi di metaboliti secondari, le varie classi di polifenoli, terpeni, glicosidi ed alcaloidi di cui è ricco il regno vegetale.

Tra i metaboliti secondari vegetali, c'è una forte presenza di sostanze psicotrope (stramonio, datura), cardiotossiche (digitale), o prodotte da funghi contaminanti (ergotossina sulle cariossidi infettate da funghi, che originava le epidemie di balli di San Vito).

Annarita Ruberto, del blog Scientificando, a questo proposito invia il contributo: Analizzare i rischi delle sostanze stupefacenti.

Un secondo contributo è:

Progettare Esperimenti Con Sostanze Chimiche

Un terzo contributo di Annarita spazia tra biologia, fisica e chimica. Verso La Realizzazione Di Una Retina Artificiale Bio-organica

Paolo Pascucci, autore del blog Questione della decisione, invia un contributo su degli effetti della nicotina, un alcaloide, e dell'uso di questa sostanza psicoattiva presente nel tabacco e responsabile della dipendenza dal fumo

Leonardo Petrillo, studente di Pescara, attivo con il suo blog Scienza e Musica dal 2009, invia il suo contributo sulla morfina (concernente la descrizione dal punto di vista chimico, ma anche storico, filosofico e letterario, di uno dei più noti fra gli alcaloidi, ossia la morfina) in cui descrive utili notizie storiche, come la immissione sul mercato dell" eroina" da parte della Bayer

Paolo Alberto, da sempre chimico per diletto e non per professione, è autore del blog “Chimica sperimentale”, nel quale descrive fra le altre cose le sue esperienze eseguite in home-lab riguardo la chimica sperimentale classica. Per questa edizione del Carnevale invia il contributo su "oleandrina " da oleandro, sulla digitale e la loro cardiotossicità, in cui ha voluto "giocare" con una pianta velenosa, estraendone il principio attivo e dimostrarne la presenza con opportuni saggi chimici.

Nel blog vi sono altre pagine dedicate all'argomento, basta navigare un po' fra gli articoli, quasi tutti di tipo pratico-sperimentale".

Marco Capponi pubblica sul suo blog un contributo sull’azione biologica degli antrachinoni

e sull’impiego dei derivati dell'antrachinone come catartici

si tratta di un post catartico, su composti vegetali, farmaci catartici e sostanze lassative, e, come dice l’autore: Alla fine mi manderete tutti a... molti sicuramente scriveranno di droghe e sostanze psicotrope, ho preferito chiamare in causa molecole bioattive in luoghi "altri" rispetto al SNC.

Un solo problema: l'assuefazione!!!

Gian Michele Accomasso ha affrontato l'effetto patologico e le ipotesi sulla nocività di certe forme di fibre minerali dell'asbesto, descrivendo una correlazione tra presenza di ferro e ioni ferro e la produzione di radicali liberi e specie reattive dell'ossigeno, che potrebbero trasformare le cellule da normali a neoplastiche

Post: Crisotilo: l'amianto buono!

Riguardo alle proteine, queste svolgono azione biologica o per un meccanismo stoichiometrico (interagendo con il proprio target in un rapporto 1:1) o perchè sono enzimi, e quindi modificano substrati seguendo una cinetica di reazione dipendente dalla concentrazione di substrati e prodotti. Pensiamo al lisozima delle secrezioni biologiche che agisce degradando il peptidoglicano della parete batterica.

Molti prodotti batterici, funghi velenosi ed il veleno di serpente contengono enzimi che anche in minima quantità hanno effetti nocivi: emolisine, fosfodiesterasi, ADP-ribosio transferasi che modificano pompe di membrana o Fattori della sintesi proteica: vibrione del colera provoca così diarrea, clostridio botulino provoca neurotossicità, la tossina difterica inibisce le cellule).

Gli enzimi e gli ormoni hanno due tipi di target cellulari, i recettori di membrana e gli effettori intracellulari. Tra questi, di particolare importanza sono gli enzimi a valle ed i fattori di trascrizione.

Una cascata di segnale avviene grazie all’effetto amplificatore di un enzima che catalizza una serie di reazioni in tempi rapidi, supponiamo che 10 enzimi di glicogeno sintetasi kinasi siano fosforilate, questa loro attivazione fa procedere la reazione di sintesi del glicogeno a una velocità di 1000 o più reazioni di catalisi al secondo.

Unità enzimatica (UE): è la quantità di enzima che provoca la trasformazione di 1 µmole di substrato per minuto, a 25°C e in condizioni ottimali.

Per le proteine che interagiscono con un partner in rapporto 1:1, la categoria degli inibitori di proteasi è ben differenziata e varia. La famiglia delle serpine contiene peptidi che bloccano le proteasi seriniche in maniera irreversibile, in un'azione suicida (crmA nei virus del vaiolo bovino e p19 nel baculovirus sono stati usati per studiare il fneomeno della apoptosi). Le piante sono ricche di inibitori di proteasi di tipo Kunitz, da cui la necessità di cuocere i legumi altrimenti bloccherebbero la tripsina dello stomaco. Questo tipo di inibizione è reversibile, di legame stretto, e l'interazione chiave-serratura tra inibitore e sito catalitico della proteasi è temporaneo, secondo una cinetica dipendente dalla costante K di Michaelis, l'affinità dell'inbitore per l'enzima, e dalla Velocità massima, Vmax propria di ogni proteina.

Diversi ormoni e peptidi secreti agiscono su recettori intracellulari e nucleari, attivando una cascata di segnale. Tra questi, molto importante è la famiglia di recettori nucleari degli ormoni steroidei (estrogeni, progesterone, androgeni, corticosteroidi, mineralcorticoidi, vitamina D, Acido retinoico (RAR, RXR), Ahr o arhyl hydrocarbon Receptor detto anche Recettore della diossina. Tali proteine contengono un dominio di legame con l’ormone che attiva il Nuclear Receptor, un dominio linker ed un dominio di DNA binding, che si lega a specifiche sequenze di basi nucleotidiche “ATGC” sui promotori di geni che saranno attivati.

Di Paolo Pascucci un altro post collegato al tema di questa edizione del Carnevale è:

Diossina e nuclear steroid receptors

Molte sostanze bioattive mimetizzano il legame tra ormone e il recettore nucleare, rendendolo attivato in assenza di ormone. Un esempio sono i fitoestrogeni: dall'isoflavone della soia, daizeina, per catabolismo microbico si produce l'equolo, che può legarsi a recettori degli estrogeni, o sulla membrana citoplasmatica, o quelli di tipo nucleare. Un meccanismo simile porebbe avvenire anche per il licopene, il polifenolo e principio attivo del pomodoro tanto importante nella dieta mediterranea.

Franco Rosso, Presidente dell’Associazione Culturale Chimicare, la prima organizzazione senza finalità di lucro, nel panorama nazionale, espressamente dedicata alla divulgazione ed alla promozione della cultura di base della Chimica, che cura e ospita il network dei blog collegati al Carnevale della Chimica, invia il contributo Ormoni animali e vegetali:

Si tratta di una panoramica sull'argomento degli ormoni, fra animali e vegetali: cosa sono, cosa fanno, come sono composti chimicamente e come vengono sfruttati non solo con finalità mediche ma anche tecnologiche.

Sempre in linea con l'argomento di questo Carnevale, ed in modo specifico con il tema degli ormoni vegetali (in particolare le auxine), ci segnala il post sul fototropismo

Sui polifenoli, Gabriele Giordano, studente appassionato di astronomia e fisica, già collaboratore di precedenti edizioni dei due carnevali di fisica e chimica, sul blog EraFutura, invia il suo contributo:

I superpoteri del tè.

Gli antociani hanno proprietà antiossidanti, ma i meccanismi specifici su proteine bersaglio non si conoscono.

Per il già citato resveratrolo, diversi fattori sono da tenere presenti per individuare l'azione biologica. Il resveratrolo è stato collegato come ipotesi all'aumento di attività delle Sirtuine, gli enzimi antiinvecchiamento convolti nella regolazione epigenetica (deacetilazione di istoni e altre proteine). Si tratta di un composto poco solubile, che è biodisponibile solo in presenza di alcool. Il paradosso francese è che nonostante il grande consumo di vino, i francesi godano di ottima salute e arrivino ad età ragguardevoli. Il resveratrolo potrebbe anche essere metabolizzato in altri prodotti, durante il transito intestinale da parte della flora batterica.

Questo è il meccanismo dimostrato per l'acido ellagico, presente in noci, melograno e bacche rosse, che viene trasformato in urolitina solo negli individui con certi microbi intestinali (microbiota specifico). L'urolitina A inibisce la sintesi di cicloossigenasi, l'enzima che produce prostaglandine.

Un esempio diffuso e molto noto di sostanza bioattiva è dato dall'acido salicilico.

Le proprietà curative dell'acido salicilico erano note fin dall'antichità, e la sostanza veniva estratta dalla corteccia del salice, da cui deriva il nome. Nella pianta, agisce da ormone vegetale, inducendo la sintesi di proteine di resistenza alle infezioni fungine, e la risposta di resistenza sistemica acquisita.

In medicina, si usa il derivato acetilato (vedere il post di Leonardo Petrillo per l'acetilazione industriale), l’acido acetilsalicilico, come febbrifugo, antinfiammatorio, antidolorifico, grazie all'inibizione degli enzimi Cicloossigenasi COX1 e COX2 (le prostagliandine sono molecole infiammatorie che stimolano l’attivazione di globuli bianchi, neutrofili ed eosinofili) irreversibilmente acetilati ad opera di una reazione coinvolgente l'acido acetilsalicilico. Aggiunto nella salsa di pomodoro, abbassa il pH e agisce da agente antibotulinico e da conservante.

Ouabaina e topo africano

L'Ouabaina (g-strofantina) è contenuta nei semi maturi della pianta africana Strophanthus gratus e nella corteccia di Acokanthera ouabaio e A. schimperi.

Queste piante contengono un pericoloso veleno, la ouabaina, nota anche come strofantina G. Notato per la prima volta in Acokanthera ouabaio, da cui il nome, è un glicoside cardioattivo con azioni farmacologiche analoghe a quelle della digossina ma più rapide e di minore durata. Viene usata nel trattamento dell'arresto cardiaco congestizio.

Lophiomys imhausi, il ratto africano crestato, somiglia ad un istrice. Avvelena i suoi assalitori cospargendo gli aculei di saliva dopo aver masticato la corteccia di tali piante.

E' un caso unico, di apprendimento ed adattamento, superiore all'uso che fa il porcospino di cospargere gli aculei con essudato di rospo per renderli più dolorosi.

L'ouabaina è anche usata dagli indigeni dell'Africa orientale per avvelenare le frecce nella caccia all'elefante.

Come e dove agisce: ad alte concentrazioni inibisce la pompa del sodio, la ATPasi Na+/K+ dipendente che permette la generazione del gradiente elettrochimico alla base del potenziale d'azione nelle cellule eccitabili. La tartaruga delle Galapagos è insesibile all'ouabaina, forse per mutazioni nella pompa del sodio.

Effetto secondario è la modificazione del trasporto del calcio, da cui dipende un effetto inotropo che rafforza la contrazione del muscolo cardiaco.

L'oubaina in concentrazioni nanomolari, (tramite vie di segnale che la digossina non riproduce) ha un effetto benefico, e si è scoperto che viene sintetizzata nell'uomo e nei mammiferi da cellule della ghiandola adrenale. Si usa nel trattamento della fibrillazione atriale.

Nella generazione e trasmissione del potenziale d'azione, i canali veloci del sodio collegati al voltaggio sono di due tipi, quelli sensibili alla tetrodotossina e quelli resistenti. La tossina è prodotta da microrganismi che convivono in pesci (Fugu), stelle di mare, e alghe (saxitossina).

Fugu è il nome giapponese del puffer fish o pesce porcospino, letteralmente maiale di fiume.

E' una prelibatezza per i giapponesi, ma si dice che il gusto sia simile al pollo. Per cucinarlo occorre eliminare le interiora, l'ovario, la pelle ed il fegato, facendo attenzione a non contaminare il coltello. Il pesce ne è immune, per una mutazione di un amminoacido nel sito di legame con il canale del sodio.

Un minimo contenuto di tossina ha come effetto la paralisi dei muscoli respiratori e l'asfissia, in piena coscienza del soggetto. Si dice che venga usato in traccia minima per stimolare l'intorbidimento deil sensi e delle labbra nei commensali.

L'uso medico di questa tossina è previsto in certe aritmie cardiache, nel trattamento del dolore in pazienti terminali, e nella terapia di astinenza da eroina.

Con queste quattro chiacchiere su alcuni noti composti bioattivi, ed i preziosi dieci contributi dai blog scientifici amici, si chiude il Carnevale della Chimica di Agosto. A voi il tedoforo per la prossima edizione, proponete la vostra candidatura sul sito web: www.CarnevaledellaChimica.org

feria d'agosto

2011-08-19T11:01:00.000-07:00

E' passato il ferragosto, tra tramontana e scirocco, alcune sere da mettersi al riparo (mantagno) per il troppo vento, in altre neanche un filo a pagarlo.

Ecco le foto della pausa estiva... trascorsa tra Castrignano del Capo con la sua frazione Salignano, e il mare di Leuca

noce centenario, rimane da un lato del viale di querce (l'altro della coppia ai due lati è stato tolto, ma ne resta un terzo nei campi

il boschetto di lecci di Salignano

grande quercia

carrubo centenario

tronco del carrubo

prodotti dell'orto

mare di Leuca e le tre grotte

Giovanni Keplero aveva un gatto nero

2011-07-26T06:35:00.000-07:00

E' da poco uscito questo libro di Marco Fulvio Barozzi (Popinga) sottotitolato: Matematica e Fisica in versi, ScienzaExpress.

Vi si presentano alcune forme di poesia, alcune ampiamente sfruttate come i Limerick, i Clerihew, altre meno usate come le rime anacreontiche o incarrighiane, e gli Haiku.

La vecchia diga:

energia potenziale

diverrà luce.

Fiore di pesco

lieve cade sul prato:

g in azione.

Oltre al gatto di Keplero, ecco la mia preferita

La fusione nucleare

Vinti da un impellente desiderio,

due nuclei innamorati di deuterio

fecero una fusione.

Ci fu un'esplosione:

la nascita di Elio provò l'adulterio.

Le poesie come mezzo per parlare di scienze sono distintive dello stile e mondo anglosassone. Questa è di Jack Oliver:

“If creativity is what you strive for,
The status quo you must learn to abhor,
Chains of convention unfetter,
Seek the different yet better,
Pay no attention to those keeping score!”

Questo articolo fa parte di una passata edizione di FASEB

Il gioco e la fisica nei libri di Malvaldi

2011-07-25T01:38:00.000-07:00

Marco Malvaldi, classe 1974, è autore di una trilogia di gialli che si svolgono nella toscanissima Versilia, con protagonista il barrista Massimo, nei racconti un matematico/fisico precario mancato o rinsavito, ed i simpatici vecchietti di Pineta: “Il re dei giochi” (2010), “La briscola in cinque “ 2007, e “Il gioco delle tre carte” 2008, . Sellerio editore.

Questo post partecipa al Carnevale della Fisica #21 di luglio, ospitato sul blog di Maestra Rosalba dal tema "Il gioco della Fisica e la Fisica del gioco" sul blog Crescere Creativamente....ecco il link
Intervista

Malvaldi ci descrive come si sia avvicinato alla scrittura, fin dai tempi del dottorato presso la Facoltà di Fisica. Secondo Malvaldi la maggior parte degli autori scrive perché il mondo che gli sta intorno è decisamente insopportabile: queste persone se ne creano così uno personale dove sia possibile prendersi rivincite con la realtà.

Il re dei giochi (2010) contiene alcune eccellenti volgarizzazioni divulgative matematiche, sia di teoria della complessità che di probabilità controintuitive (introducendo Fermat e Pascal).

Il sistema del libro è quello di un giallo classico. C’è analisi, investigazione. Ma c’è una particolarità, un elemento che ritorna, che neanche ai meno attenti può sfuggire: il gioco.

Ogni libro della trilogia ha un gioco, che è metafora della storia.

Massimo è il personaggio protagonista tra i protagonisti, discute delle indagini nel suo bar, e viene in qualche modo sempre coinvolto nella storia delle indagini.

La sua indole tranquilla, ma curiosa, si lascia coinvolgere dal caso, sostenuto in questo da tutto il gruppo di vecchietti frequentatori del bar che, come succede spesso in provincia, non si occupa dei fatti propri ma, oltre a giocare a carte, per far passare il tempo si fionda sul caso di omicidio, che mancava alla sua collezione di fatti di cronaca locali, parlandone, sparlandone e discutendone tra una partita e l'altra.

Il BarLume diventa il punto d'incontro di tutte le nuove informazioni, punto di passaggio di tutti i personaggi utili alla storia (la madre della vittima, gli amici sospettati della vittima, il medico, il commissario, i body-guard della discoteca che frequentava la vittima).
Da "Il gioco delle tre carte": "...E' un ricercatore molto conosciuto, pubblica molto e fa cose molto elaborate. Ha a disposizione un cluster da qualche migliaio di processori, che usa da solo o con i suoi studenti. Fa principalmente simulazioni parallele su larga scala del comportamento meccanico di polimeri e materiali biologici....
...ma il gioco delle tre carte lo so fare ancora bene. Hai capito come ho fatto? ...allora hai fatto cadere l'asso facendo finta che fosse un fante...tu che mi vedi fare il gesto, inconsciamente dai per scontato che io faccia cadere per prima la carta più in basso. Invece no. Io per prima lancio verso sinistra la carta che sta sopra, cioè l'asso. Appena lasciata la carta, poso l'indice che è rimasto libero sul bordo della carta che mi è rimasta in mano e ci levo il medio.Tu avrai l'impressione che la carta che ho in mano è quella che avevo in basso, ma ti sbagli. ...
L'importante è attirare la tua attenzione sul posto sbagliato, farti credere quello che io ho deciso che tu creda....
La briscola in cinque

Elemento portante del romanzo è il gioco a carte della briscola in cinque (Giaguaro), gioco che prevede regole precise –distribuite tutte le carte di un mazzo da briscola ai 5 giocatori, la scelta della briscola viene decisa in base a un'asta che permette di dichiarare a turno con quanti punti si crede di poter vincere la mano in base alle carte che si hanno in mano- e un metodo -vincere l'asta significa definire, in base alla carta di briscola che si “chiama”, chi sarà il proprio compagno di gioco per quella mano, -colui che tiene in mano il due di quel seme-.

Il bello di briscola in cinque è che si gioca in due contro tre ma la particolarità consiste nel non sapere, da parte di chi ha vinto l’asta e deciso la briscola, con chi effettivamente giocherà e nell'abilità di non svelarsi fino alla fine da parte di chi è stato “chiamato”.

Quando il gioco inizia, ogni giocatore deve provare a capire chi sono i suoi compagni, deve fidarsi ma non sa di chi fidarsi, può rischiare, può imbrogliare, può scoprirsi: tutto questo provoca in genere confusione, spiazzamento, tensione nella ricerca ogni volta di un ordine, di una definizione di “chi sta con chi”.

Il percorso mentale del protagonista mostra in che modo, giocando a carte e mettendo in atto le regole del gioco della briscola in cinque, in particolare la regola del non scoprire fino all'ultimo le proprie carte e il proprio ruolo, utilizzando anche l'inganno, Massimo intuisce che, così come lo sta facendo lui, anche l'assassino potrebbe aver imbrogliato le carte.

Per spiegare il suo percorso mentale Massimo parte dal concetto di assioma, sì proprio assioma, e lo descrive così:

“Un assioma è una proposizione che viene assunta vera perché è ritenuta evidente e che fornisce il punto di partenza per la costruzione di un sistema matematico. Ogni sistema matematico o logico si fonda su degli assiomi di cui non è possibile dimostrare la validità…….

Massimo si trova quasi costretto a pensare, a mettere insieme i pezzi, a fare ipotesi una dietro l'altra, che verifica e spesso azzecca. E, anche quando si accorge di essere stato tratto in inganno e di aver dato per scontate alcune informazioni e le deduzioni conseguenti, lo capisce nel bar, mentre gioca a carte e mentre lui stesso sta cercando di ingannare il suo compagno di partita.

Nella vita reale, solitamente uno si basa, consapevolmente o meno, su alcuni assiomi che egli non crede di doler verificare. Allora, se c’è qualcosa che non torna nel modo in cui ho ricostruito i fatti, le possibilità sono due. Uno, ho commesso un errore di ragionamento. Due, non ho commesso nessun errore ma almeno una delle premesse da cui sono partito non è vera….”

Nella fattispecie la premessa sbagliata era che i responsabili delle indagini dicessero la verità, nel dettaglio, sull’ora del delitto! Tornando alla briscola, l’illuminazione di Massimo avviene durante il gioco: “…non so spiegare in ordine quello che ho pensato, ma dato che stavo giocando da un’ora a briscola in cinque, avevo appena finito di raccontare una selva di bugie per convincere nonno che giocavo con lui, mentre invece non era vero….”

Quando la luce diventa fluida

2011-07-22T07:42:00.000-07:00

Un team italo-francese ha osservato le straordinarie proprietà di un fluido di luce. I ricercatori - Iacopo Carusotto dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche (Ino-Cnr), Daniele Sanvitto dell’Istituto nanoscienze (Nano) del Cnr di Lecce, con i colleghi Alberto Bramati e Alberto Amo dell'Università Paris6 e Cristiano Ciuti dell'Università Paris7 e Cnrs - hanno scoperto in un fluido di fotoni confinato in una nanostruttura fenomeni quantistici idrodinamici finora predetti soltanto dalla teoria, come i ‘solitoni’, una sorta di onde solitarie e permanenti. Lo studio, pubblicato sulla rivista Science, aggiunge un nuovo tassello alla conoscenza delle proprietà di un fluido luminoso e più in generale dei condensati coerenti di materia.

I fluidi di luce sono tra i fenomeni più esotici studiati dai fisici in anni recenti. “È un fenomeno che si verifica quando i fotoni, le particelle elementari che compongono la luce, sono costretti a propagarsi non più nel vuoto o in mezzi trasparenti ordinari come il vetro, ma in materiali appositamente usati per indurre forti interazioni fra loro”, spiega Carusotto, fisico teorico del Centro Bec di Trento dell’Istituto nazionale di ottica del Cnr. “Succede allora che i fotoni si comportano in maniera simile alle molecole di un liquido e collettivamente danno luogo a un vero e proprio fluido luminoso, che ha la fondamentale caratteristica di conservare precisa memoria della natura quantistica dei fotoni che lo costituiscono”.

I ricercatori sono stati in grado di creare un fluido di luce, confinando i fotoni in una nanostruttura a semiconduttore, e di studiare in dettaglio i processi microscopici che si generano quando il fluido incontra un ostacolo.

Luce laser sul semiconduttore, al suo interno i fotoni si 'addensano' in un fluido

“A basse velocità il fluido di fotoni ha le caratteristiche tipiche di un superfluido, ovvero è capace di aggirare l'ostacolo per poi riprendere a scorrere come se nulla fosse accaduto”, spiega Daniele Sanvitto. “A velocità più alte si generano vortici e moti turbolenti dovuti a fenomeni di attrito, ma mentre in un fluido tradizionale i mulinelli ruotano a velocità piccole e a piacere, nel fluido quantistico la velocità di rotazione può solo essere un multiplo intero della costante di Planck”.
“per la prima volta si è vista la formazione di lunghi canali persistenti a valle dell'ostacolo, i cosiddetti ‘solitoni idrodinamici’: questi oggetti sono l'analogo quantistico delle onde solitarie che si propagano sulla superficie dell'acqua, ma qui la loro robustezza discende direttamente dalla natura quantistica del fluido”.

Lo studio ha mostrato che con i fluidi di luce si può generare e studiare, fino quasi a temperatura ambiente, una classe di fenomeni che finora era possibile osservare solo nell'elio superfluido o in condensati di Bose-Einstein di atomi ultrafreddi, sistemi che richiedono temperature prossime allo zero assoluto.

Per i ricercatori lo studio avrà successivi sviluppi: “Le tecniche spettroscopiche avanzate messe a punto all'Istituto nanoscienze Cnr di Lecce”, conclude Daniele Sanvitto, “ci permettono di ricostruire la dinamica completa del fluido, con una risoluzione spaziale dei milionesimi di metro e temporale del picosecondo (milionesimo di milionesimo di secondo)”.

Optogenetics - optogenetica

2011-07-22T06:28:00.000-07:00

Questo termine ha una decina di anni, e comprende le metodologie ottiche ad alta velocità utili a sondare e controllare geneticamente ed in modo mirato i neuroni all'interno di un sistema nervoso integro (animali transgenici, vettori di espressione lentivirus).

Dopo il post sulla generazione e trasmissione elettrica nei tessuti eccitabili, ci serve ancora un elemento chiave della regolazione del potenziale di membrana, presente nelle cellule fotosensibili, coni e bastoncelli. La proteina si chiama rodopsina, composta da una proteina a 7 domini transmembrana (per interagire con la proteina G, transducina) e un cofattore, l'11-cis-retinale, sensibile alla luce, che si converte a trans-retinale facendo cambiare conformazione all'opsina.

Le opsine sono proteine presenti anche nei batteri, ed alcune hanno proprietà particolari, in grado di pompare protoni o ioni sodio da una parte all'altra di una membrana in risposta alla luce. La halorodopsina da Natronomonas pharaonis funziona a livelli di ione cloro simili a quelli delle cellule di mammifero. La channel-rodopsina, canale cationico, ha una conduttanza ai protoni molto maggiore che allo ione sodio, senza che il tessuto nervoso risenta dell'abbassamento del pH intracellulare. Le archea-rodpsine sono pompe attivate da fotoni che funzionano outward, dall'interno verso lo spazio extracellulare.

Quando il gene (che può includere un promotore che ne guida l'espressione in neuroni specifici, oppure in sito di riconoscimento della CRE ricombinasi) viene clonato in topi transgenici, in cui la ricombinasi è presente solo in alcuni tipi di neurone, le cellule neuronali che esprimono queste opsine sono attivabili dalla luce laser blu.

A neuron expresses the light-gated cation channel channelrhodopsin-2 (green dots on the cell body) in its cell membrane (1). The neuron is illuminated by a brief pulse of blue light a few milliseconds long, which opens the channelrhodopsin-2 molecules (2), allowing positively charged ions to enter the cells, and causing the neuron to fire an electrical pulse (3). A neural network containing different kinds of cells (pyramidal cell, basket cell, etc.), with the basket cells (small star-shaped cells) selectively sensitized to light activation. When blue light hits the neural network, the basket cells fire electrical pulses (white highlights), while the surrounding neurons are not directly affected by the light (4). The basket cells, once activated, can, however, modulate the activity in the rest of the network.

MIT McGovern Institute, Julie Pryor, Charles Jennings, Ed Boyden

Molti studi sono stati fatti in colture di neuroni, o in piccoli animali, come il nematode. Se si lavora nell'animale vivo, si immettono nel cervello delle fibre ottiche che convogliano la luce laser nello strato che si vuole studiare. La attivazione dell'opsina cambia la concentrazione degli ioni, che a sua volta scatena un segnale elettrico/ionico che si propaga tramite depolarizzazioni e ripolarizzazioni mostrando un circuito neurale e le sue linee direzionali.

Oggi sono disponibili due opsine mutanti, che permettono una attivazione più rapida della depolarizzazione di membrana, ed un recupero più rapido del potenziale di riposo. Una delle mutazioni accelera il passaggio di ioni calcio, che a sua volta regola diverse funzioni cellulari.

Perfecting ChR2, Nature Methods 8, 447 (2011) doi:10.1038/nmeth0611-447

L'intero resoconto sulla sperimentazione e la genesi delle tecniche dal suo autore, qui

TheScientist, July 2011: The Birth of Optogenetics