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Angelo Rosa
Angelo Rosa

Segnaliamo il lavoro di un fisico tricaricese, Angelo Rosa, occupato presso la  Sissa di Trieste, in due articoli,il primo di Fabio Pagan tratto dal Piccolo di Trieste ed  il secondo di Agnese Codignola sul Sole  24 Ore:

Di FABIO PAGAN:

Poco più di sessant’anni fa – era l’inizio del 1953 – due scienziati d’assalto, giovani e irriverenti (l’americano Jimmy Watson e l’inglese Francis Crick), scoprivano la struttura a doppia elica del Dna provando e riprovando a far incastrare tra loro i modellini ritagliati nel cartone delle quattro basi azotate dell’ancora misteriosa molecola: adenina, guanina, timina e citosina. Alla fine di quella storica giornata del 28 febbraio le implicazioni di una scoperta che avrebbe rivoluzionato la biologia cominciarono a balenare di fronte a loro. “Per questo sentii un crampo allo stomaco quando a colazione Francis irruppe nella sala dell’Eagle Pub annunciando a chiunque si trovasse a portata di voce che avevamo scoperto il segreto della vita” (James Watson, “La doppia elica”). Nove anni dopo i due volavano a Stoccolma a ricevere il premio Nobel per la medicina. Guardando al microscopio i cromosomi delle cellule, il Dna appare come una “matassa” arruffata, un groviglio apparentemente inestricabile. Eppure in quel disordine è contenuta l’informazione genetica che ordina la sintesi delle proteine. E dunque il metabolismo della cellula e dell’intero organismo. Da un quarto di secolo in qua lo studio della struttura e delle funzioni del Dna non avviene più solo in vivo o in provetta, ma anche grazie alle simulazioni sempre più raffinate rese possibili dall’informatica. E due fisici (Angelo Rosa della Sissa di Trieste e Christophe Zimmer dell’Institut Pasteur di Parigi) hanno pensato bene di mettere a disposizione dei biologi molecolari un esaustivo saggio di rassegna – non troppo specialistico – che ripercorre venticinque anni di modelli del Dna al computer. E’ stato appena pubblicato dalla “International Review of Cell and Molecular Biology”. Simulare sullo schermo d’un computer la struttura di una molecola fondamentale come il Dna può consentire di orientare in direzioni un tempo impensabili il lavoro in laboratorio. «Già oggi – osserva Angelo Rosa – esistono software che, partendo dai dati sperimentali, permettono di ricostruire la struttura di parti specifiche dei cromosomi. Penso che, se i computer continueranno a evolvere, un giorno saremo in grado di simulare la struttura di interi cromosomi». Chissà come la prenderebbe l’ottantacinquenne Watson, che non ha mai amato troppo i computer.

Di AGNESE CODIGNOLA: 

In silico, oltre a “in vitro” e “in vivo”. Gli esperimenti di genetica del futuro, e come già parte di quelli di oggi, non saranno più solo fatti su sistemi isolati come le colture cellulari o su animali o umani ma anche, appunto, al computer, sul silicio. Perché la modellistica sta facendo passi da gigante, e sta diventando sempre più una parte integrante e complementare della ricerca, quella che consente di prevedere come è o sarà un certo tipo di struttura, che funzioni ha, che tipo di problema può nascere se cambia qualcosa, che aspetto deve avere un farmaco specifico nato per interagire con essa e così via. Il settore è giovanissimo e in pieno fermento, e talvolta, come sempre accade nell’infanzia delle discipline, non esente da errori e ripetizioni, dovuti alla carenza di un approccio globale e sistematico.

Per cercare di fare un po’ di ordine e soprattutto per far capire meglio a biologici, matematici e ricercatori di materie affini che cosa è successo in 25 anni di utilizzo del computer nello studio del Dna, permettendo a tutti di acquisire maggiore familiarità con un ambito con il quale dovranno giocoforza interagire sempre di più, Angelo Rosa, 37 anni fisico teorico oggi ricercatore della Sissa di Trieste, cervello rientrato in Italia dopo diversi anni all’estero (in Svizzera, Germania e Spagna), e Christophe Zimmer, fisico sperimentale dell’Istituto Pasteur di Parigi, hanno appena pubblicato una corposa review su International Review of Cell and Molecular Biology. Ed è lo stesso Rosa a spiegare a Nòva perché questa sistematizzazione è necessaria, e che cosa aiuta a comprendere: «Da diversi anni la modellistica viene applicata ad argomenti biologici, ma solo di recente nuovi software hanno permesso di ottenere risultati significativi per quanto riguarda la comprensione della struttura e del funzionamento del Dna racchiuso nei cromosomi: la review illustra i principali modelli utilizzati, e i passi in avanti resi possibili proprio dalle nuove applicazioni.

In particolare, la prima parte riguarda un aspetto non scontato, emerso di recente, ossia il fatto che anche solo partendo da informazioni fisiche, per così dire tralasciando gli aspetti biologici, si possono ottenere dati importanti». Rosa fa riferimento, in particolare, al fatto che, partendo dalla fisica dei polimeri e applicandola, con le dovute modifiche, al Dna, alcuni modelli sono in grado di predire come sarà una struttura complessa come il Dna, e come si comporterà. «I polimeri sono costituiti da una sola molecola ripetuta, mentre nel caso del Dna i mattoni di partenza sono 4, cui vanno aggiunte proteine e altre strutture che intervengono, e quindi la situazione è molto più complicata; tuttavia, con sistemi analoghi a quelli dei polimeri è possibile, per esempio, capire che cosa una modificazione di una base indurrà nella struttura di una parte di cromosoma, un tipo di informazione molto utile nello studio di malattie quali i tumori».

La seconda parte della review è incentrata su un altro aspetto importante: quello della mappatura di zone specifiche dei cromosomi. Spiega ancora Rosa: «Usando dati sperimentali di punti mappati sul cromosoma, alcuni modelli si occupano di ricostruire un cromosoma intero o una sua porzione: per dare un’idea, un po’ come se si realizzasse una cartina d’Italia conoscendo solo la posizione di alcune città quali Milano, Napoli e Roma. Con gli strumenti degli anni passati questo non sarebbe mai stato possibile. Ma oggi nuovi software permettono di dare una forma anche alle zone comprese tra due punti del cromosoma, i quali software tengono conto del fatto che il Dna è organizzato secondo una stringa sottoposta a vincoli chimici e fisici. Oggi si può capire non solo come sono fatte zone specifiche del filamento di Dna, ma anche vicino a che quale altra zona stanno, e che cosa comporta questo rapporto di vicinato». Grazie a questo tipo di modelli, spiega ancora Rosa, è stato possibile ricostruire l’intero genoma del Saccharomyces cerevisiae, il lievito di birra usatissimo in ricerca.

La ricerca “in silico” sarà insomma sempre più protagonista degli studi di genetica e non solo, anche perché la complessità e la quantità di informazioni ottenute negli anni con la lettura delle sequenze non può essere interpretata se non con l’aiuto di modelli opportuni. Per il momento la realizzazione del modello dei cromosomi umani è poco più che un sogno, ma anche la lettura del genoma è iniziata con ipotesi futuribili degli anni 70-80. Ed è finita con la decrittazione del genoma, ormai più di dieci anni fa.

I lavori di Angelo Rosa li trovate seguendo questo link: http://scholar.google.it/citations?user=34Et0CAAAAAJ&hl=it