Biologia

La superrisoluzione

Di Marco Grison e Leone Rossetti – L’utilizzo di animazioni per accompagnare lezioni, pubblicazioni e convegni sta diventando sempre più popolare tra gli scienziati che si occupano di Biologia Molecolare. Non abbiamo ancora modo di osservare direttamente il comportamento delle singole molecole, motivo per cui l’utilizzo della cosiddetta computer generated imagery aiuta la visualizzazione e quindi la comprensione dei processi molecolari su piccola scala. Questi affascinanti video non sono che una ricostruzione di ciò che avviene nelle nostre cellule nell’ordine del nanometro, ossia un miliardesimo di metro. Solo grazie alla combinazione di molteplici tecniche ed allo studio di centinaia di pubblicazioni è possibile accumulare le informazioni necessarie per creare animazioni di una tale accuratezza. In questo articolo raccontiamo come le recenti tecniche di superrisoluzione abbiano rivoluzionato il campo della microscopia per osservare processi molecolari su piccola scala. La prima parte di questo articolo ha presentato le problematiche tipiche della microscopia, spiegando poi quali sono i limiti intrinseci a ogni sistema ottico. Questa seconda parte completa il discorso sulle tecniche di microscopia utilizzate in campo biologico. Per comprendere appieno la superrisoluzione, si parte dal fenomeno della fluorescenza e delle sue applicazioni per lo studio dei campioni biologici. Infine vengono presentate due delle tecniche di superrisoluzione più diffuse, la STED e la PALM, che sono valse ai loro scopritori il Premio Nobel per la chimica 2014.


L’eredità di nonno Ciccillo

Di Alessandra Maria Adelaide Chiotto – Per molto tempo si è pensato che l’uomo di Neandertal e l’Homo Sapiens non avessero nulla in comune, se non l’aver vissuto negli stessi luoghi per un discreto arco di tempo. Con il sequenziamento del genoma umano e i passi avanti in questa tecnologia anche il DNA dell’uomo di Neandertal è stato decodificato a partire da reperti fossili. L’allineamento del genoma di Homo Sapiens con quello dell’Homo Neanderthalensis ha portato alla luce dati molto interessanti. All’interno del genoma dei Sapiens è presente una percentuale variabile di DNA di origine Neandertaliana. Questa presenza “arcaica”, si manifesta con una serie di conseguenze funzionali su diversi aspetti biologici, tra cui la risposta ai patogeni, la coagulazione del sangue e la regolazione del metabolismo.


Ecosistemi stabili e complessità: soluzione di un paradosso?

Di Sebastiano de Franciscis – Empiricamente si osserva che molti ecosistemi stabili nel tempo sono caratterizzati da una struttura complessa, ossia un gran numero di specie, ognuna delle quali con molte interazioni di tipo preda-predatore. Si pensi ad esempio alle foreste pluviali o alle barriere coralline. D’altra parte Il fisico teorico Robert May negli anni 70 ed 80 si interessa alla relazione tra complessità e stabilità nelle comunità ecologiche, con un modello che rappresenta un ecosistema generale come una rete alimentare (le cosiddette foodwebs) conclude che la stabilità di un ecosistema diminuisce all’aumentare del numero di specie e di interazioni.Recentemente uno studio condotto dal gruppo di fisica statistica dell’università di Granada (Spagna) ha individuato una nuova proprietà statistica delle reti ecologiche, facilmente misurabile, in cui si contempla allo stesso tempo grande numero di specie, complessitá e stabilitá: la coerenza trofica (“che riguarda la nutrizione”, derivato del greco τροϕή «nutrimento»). Questa è una misura di quanto ordinatamente le specie si collocano nella piramide alimentare in distinti livelli ben definiti e separati.Analizzando un database di quasi 50 reti alimentari reali, hanno trovato una forte correlazione tra la stabilità delle reti e la loro coerenza trofica, molto più evidente di quella presente tra complessità delle reti e stabilità, indicando una nuova via per la soluzione del paradosso di May.


Vantaggi e limiti delle moderne tecniche di microscopia ottica

Di Marco Grison e Leone Rossetti – L’utilizzo di animazioni per accompagnare lezioni, pubblicazioni e convegni sta diventando sempre più popolare tra gli scienziati che si occupano di Biologia Molecolare. Non abbiamo ancora modo di osservare direttamente il comportamento delle singole molecole, motivo per cui l’utilizzo della cosiddetta computer generated imagery aiuta la visualizzazione e quindi la comprensione dei processi molecolari su piccola scala. Questi affascinanti video non sono che una ricostruzione di ciò che avviene nelle nostre cellule nell’ordine del nanometro, ossia un miliardesimo di metro. Solo grazie alla combinazione di molteplici tecniche ed allo studio di centinaia di pubblicazioni è possibile accumulare le informazioni necessarie per creare animazioni di una tale accuratezza. In questo articolo introduciamo le problematiche tipiche della microscopia, spiegando poi quali sono i limiti intrinseci a ogni sistema ottico. Nella seconda parte dell’articolo ci addentriamo nei principi della microscopia a fluorescenza, requisito fondamentale per comprendere le scoperte alla base della superrisoluzione che hanno determinato l’assegnazione del Premio Nobel per la chimica 2014.


Astrobiologia: cos’è e cosa (non) sappiamo

Di Nicola Mari – Con il sempre più marcato avanzamento delle conoscenze riguardanti l’astronomia e la geologia planetaria, l’astrobiologia è passata dall’essere una disciplina semi-sconosciuta ad essere una materia di grande interesse nella comunità scientifica. Le tematiche affrontate sono molto delicate e facilmente fraintese dai media, in questo articolo viene dunque chiarito e riassunto cosa sappiamo, cosa non sappiamo, cosa potremo sapere esattamente da questa disciplina.


Esplorando il Fenomeno della Sinestesia: dall’ Esperienza Personale alle Basi Neurali

Di Irene Cristofori, Carola Salvi, Deborah Cennerilli – “Calda, dalle forme longilinee e di colore rosso. Rossa è come l’aspetto delle lettere che compongono il suo nome. Sto parlando dell’ARTE, il cui nome scritto in maiuscolo è di una tonalità di rosso piuttosto chiaro e brillante. Un profumo fresco e leggero simile a quello dei comuni detersivi ed un colore blu acceso dall’aspetto glaciale. E’ così che si presenta la SCIENZA, la cui freddezza delle lettere con le quali è scritto il suo nome, contrasta con il calore con cui, invece, giunge alla mia mente. Sono tutti diversi, diversi nel modo in cui vengono visualizzati e percepiti attraverso i sensi. Non ne esistono due perfettamente uguali, ognuno di essi ha un marchio di autenticità”.


L’ultima Frontiera dell’ingegneria Genetica: Cos’e’ e a Cosa Serve il Sistema Crispr/Cas

Di Elisa Dell’Aglio – Il sistema CRISPR/Cas consente di modificare in modo rapido ed economico una precisa regione del DNA e ha catturato l’attenzione di tutta la comunità biotecnologica per la sua versatilità e le sue innumerevoli applicazioni. L’avvento di CRISPR/Cas apre però molti nuovi interrogativi di natura bioetica. Questo articolo vuole fornire un’introduzione generale al sistema e fare chiarezza sul suo utilizzo, sulle potenziali applicazioni in diversi campi e sulle relative controversie etiche.