Milano-Bicocca, avviato il progetto NATO per prevenire conflitti sociali in Asia centrale grazie allo studio dei rischi naturali
Un team di ricerca internazionale, coordinato da Alessandro Tibaldi, geologo di Milano-Bicocca, ha avuto mandato dalla NATO per un progetto triennale con l’obiettivo di evitare conflitti sociali grazie agli studi di rischi naturali, in particolare terremoti e frane.
Milano, 1 dicembre 2022 – Su mandato della NATO, l’Università di Milano-Bicocca guiderà per i prossimi tre anni un programma di ricerca nell’ambito “Science for Peace” intitolato “Prevention of Geo-threats to Azerbaijan’s Energy Independence”. Il progetto è coordinato da Alessandro Tibaldi, geologo del Dipartimento di Scienze dell’Ambiente e della Terra di Milano-Bicocca, e un team di scienziati provenienti da Italia, Belgio, Repubblica Ceca, Svizzera, Ucraina, Georgia e Azerbaijan.
La ricerca ha il duplice scopo di migliorare la collaborazione scientifica tra alcuni stati dell’ex-Unione Sovietica e l’Occidente e di prevenire possibili situazioni di conflitto sociale in Asia centrale attraverso studi di prevenzione dei rischi naturali focalizzati su obiettivi strategici.
Durante la prima missione del progetto, terminata a ottobre, i ricercatori hanno iniziato a studiare i rischi geologici – soprattutto terremoti e frane – che minacciano la principale centrale idroelettrica dell’Azerbaijan e il più grande bacino artificiale della regione caucasica (Shamkir-Mingachevir).
Questo impianto si trova a soli 55 km dal confine di guerra con il Nagorno Karabakh, regione contesa tra Armenia e Azerbaijan. Eventuali problemi all’impianto idroelettrico dovuti a cause naturali si ripercuoterebbero sull’intero sistema produttivo e infrastrutturale dell’Azerbaijan e sul suo apparato militare.
I ricercatori hanno riscontrato evidenze nell’area di un’importante struttura geologica in grado di provocare in futuro terremoti. Questa struttura prende il nome di faglia di Kura e si tratta di una superficie di rottura nelle rocce che è in grado di muoversi sotto l’effetto delle enormi pressioni dovute alla tettonica a placche, e cioè ai movimenti delle varie placche tettoniche in cui è suddivisa la crosta terrestre. È infatti scientificamente dimostrata una correlazione proporzionale tra la lunghezza in pianta delle faglie attive e la magnitudo dei terremoti che possono generare.
Questi primi risultati dimostrano che la lunghezza della faglia di Kura è dell’ordine di 115 km, per cui si tratta di una struttura di alta rilevanza in grado di produrre terremoti che possono generare danni. Da sottolineare che nei pressi dell’area di studio si è verificato nel 1668 un forte terremoto di Intensità pari al decimo grado della Scala Mercalli che ha causato più di 80.000 morti. Inoltre, la traccia della faglia di Kura percorre in parte l’interno proprio degli invasi artificiali dell’impianto idroelettrico. Infine, le analisi preliminari sulla franosità hanno messo in luce la presenza di decine di frane quiescenti, le quali andranno studiate per capire se si potrebbero riattivare in caso di un forte evento sismico.
Questo progetto rappresenta, in particolare, il primo studio moderno sull’analisi della pericolosità combinata di sismicità e frane condotto sul più grande impianto di produzione di energia idroelettrica dell’Azerbaijan.
Importante conseguenza concreta della ricerca, riscontrata già dalla prima missione, è stata la possibilità di stringere legami di cooperazione scientifica tra Ucraina, Georgia e Azerbaijan, e incrementare la collaborazione con i paesi della NATO coinvolti nel progetto, superando i numerosi ostacoli diplomatici e burocratici. Da un punto di vista scientifico, l’aver individuato una faglia principale potenzialmente sismogenetica pone le basi per la necessità di ulteriori approfondimenti al fine di valutare la pericolosità sismica dell’area, e il ruolo dei terremoti nel possibile innesco delle numerose frane presenti.
«Questi aspetti verranno meglio quantificati con analisi di laboratorio nei prossimi mesi. – prosegue Alessandro Tibaldi, docente di geologia strutturale e coordinatore del progetto – A queste seguirà una nuova missione in Azerbaijan che verrà svolta a maggio 2023, in cui gli scienziati del progetto incontreranno rappresentanti dei Ministeri e delle Istituzioni della nazione caucasica, completata da un periodo di ricerche sul campo per definire meglio i rischi geologici nelle aree circostanti l’impianto idroelettrico.»
Testo dall’Ufficio Stampa Università di Milano-Bicocca
LOFAR “FOTOGRAFA” IL GIGANTESCO BAGLIORE RADIO ATTORNO A UN AMMASSO DI GALASSIE, ABELL 2255
I dati sono stati raccolti durante 18 notti osservative con le migliaia di antenne che formano il radiotelescopio LOFAR. L’origine dell’emissione radio attorno ad Abell 2255 sembra sia legata all’enorme energia rilasciata durante il processo di formazione dell’ammasso stesso. L’emissione sarebbe grande almeno 16 milioni di anni luce.
Sfruttando la potenza del radiotelescopio europeo Low Frequency Array (LOFAR), la più estesa rete al mondo attualmente operativa per osservazioni radioastronomiche a bassa frequenza, un team europeo di astronomi in Italia, Olanda e Germania ha osservato l’enorme emissione di onde radio diffusa intorno all’ammasso di galassie Abell 2255. Per 18 notti, le sensibili antenne LOFAR hanno “ascoltato” un’area di cielo delle dimensioni apparenti di quattro lune piene, distante circa un miliardo di anni luce dalla Terra (in direzione della costellazione del Dragone). Per la prima volta gli astronomi hanno studiato un ammasso di galassie con osservazioni così profonde. Gli astrofisici, coordinati da Andrea Botteon, dell’Osservatorio di Leida, nei Paesi Bassi, recentemente trasferito al Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi” dell’Università di Bologna in qualità di assegnista di ricerca e associato presso l’INAF di Bologna, hanno pubblicato oggi i dati delle loro osservazioni sulla rivista Science Advances.
Immagine composita dell’ammasso di galassie Abell 2255. In blu sono evidenziati i dati a raggi X di ROSAT, che mostrano il gas caldo tra le galassie. In arancione e viola sono descritti i dati radio di LOFAR, che mostrano particelle in rapido movimento nei campi magnetici dell’ammasso. Il bagliore viola è l’emissione radio che circonda l’intero cluster. L’immagine ottica di sfondo è stata scattata con l’SDSS. L’immagine composita misura circa 18 milioni per 18 milioni di anni luce, e il campo visivo copre una regione del cielo corrispondente a circa quattro lune piene. Crediti: ROSAT/LOFAR/SDSS/Botteon et al., immagine creata da Frits Sweijen
Oggetti molto interessanti per gli astrofisici, gli ammassi di galassie si trovano nelle regioni più dense dell’Universo e contengono da centinaia a migliaia di galassie. Il volume tra le galassie è permeato da un gas estremamente rarefatto di particelle ad alta energia mescolate a campi magnetici. La loro origine è ancora avvolta da molti interrogativi: da dove vengono le particelle più energetiche in questo gas? E come interagiscono con i campi magnetici degli ammassi?
“Abbiamo scoperto che Abell 2255 è avvolto da un debole bagliore di emissione radio che incorpora migliaia di galassie presenti nell’ammasso e si estende su grandi scale come mai fino ad ora osservato, ovvero almeno 16 milioni di anni luce”, afferma Botteon, autore principale dello studio. “Questa emissione è generata da particelle ad alta energia che si muovono a velocità prossime a quella della luce in deboli campi magnetici – un milione di volte più deboli del campo terrestre – che riempiono l’intero volume dell’ammasso, anche nelle sue regioni più periferiche”.
Il ricercatore spiega, che “è la prima volta che abbiamo informazioni dettagliate sulla distribuzione e le proprietà di questi componenti su così vaste estensioni e che possiamo studiare i processi fisici che si verificano a grandi distanze dal centro dell’ammasso, nelle regioni più rarefatte dell’Universo. Riteniamo che l’origine dell’emissione radio in Abell 2255 sia legata all’enorme energia rilasciata durante il processo di formazione dell’ammasso”.
Le immagini ottenute dal gruppo di ricerca sono 25 volte più nitide e hanno un rumore 60 volte inferiore rispetto ai dati ottenuti in passato con altri strumenti. Nel corso degli ultimi due anni, il team ha dovuto sviluppare nuove e avanzate tecniche di analisi per elaborare il grande volume di dati.
“La sfida dell’analisi delle osservazioni di Abell 2255 – aggiunge Botteon – sta nel fatto che è la prima volta che osserviamo un oggetto esteso così a lungo (le osservazioni LOFAR tipicamente durano 8 ore). Questo richiede da un lato di correggere le distorsioni introdotte dalla ionosfera terrestre distribuite in un’area di cielo molto grande e dall’altro di ricostruire l’emissione diffusa e debole dell’ammasso con molta attenzione. Dato che le nostre osservazioni si spingono fino a frequenza molto bassa (50 MHz), dove le distorsioni della ionosfera si manifestano in maniera più evidente, le tecniche che abbiamo sviluppato hanno dovuto risolvere questi problemi in condizioni particolarmente complesse. Queste tecniche però hanno dato i loro frutti: l’immagine di Abell 2255 che abbiamo ottenuto a 50 MHz è l’immagine più profonda mai realizzata finora a questa frequenza”.
“Teoricamente credevamo che le regioni nelle periferie degli ammassi di galassie fossero molto attive e che la turbolenza e gli shock generati in questi ambienti potessero accelerare le particelle ad altissima energia e amplificare i campi magnetici locali. Grazie alle nostre osservazioni, ora siamo in grado di studiare questi processi in territori inesplorati”,
sottolinea Gianfranco Brunetti, dell’INAF di Bologna, il quale da alcuni anni guida a livello internazionale le ricerche LOFAR nell’ambito degli ammassi di galassie ed è coordinatore nazionale della collaborazione LOFAR.
Svelare le proprietà di regioni inesplorate delle strutture su larga scala del nostro Universo è l’obiettivo dei prossimi anni per gli astronomi che operano in questo campo. Per tale motivo, i ricercatori utilizzeranno LOFAR 2.0 e il futuro radiotelescopio SKA (così come altri strumenti) per andare oltre gli ammassi stessi, tracciando la rete di filamenti che collega gli ammassi di galassie nell’Universo: la famosa ragnatela cosmica.
Per ulteriori informazioni:
L’INAF ha aderito all’International LOFAR Telescope nel 2018. Con oltre 25 mila antenne raggruppate in 51 stazioni distribuite in 7 stati europei, il Low Frequency Array (LOFAR), gestito da ASTRON, è la più estesa rete per osservazioni radioastronomiche in bassa frequenza attualmente operativa. Con la firma del contratto per la realizzazione di una nuova stazione presso Medicina, in provincia di Bologna, LOFAR diventerà ancora più esteso e aumenteranno di conseguenza le sue capacità osservative. L’INAF guida un consorzio nazionale, di cui fa parte anche il dipartimento di fisica dell’Università di Torino, e parteciperà allo sviluppo della nuova generazione di dispositivi elettronici che equipaggeranno questo radiotelescopio diffuso sul territorio europeo. Il consorzio ha l’obiettivo di fornire agli scienziati italiani le condizioni per l’accesso e l’analisi dei dati di LOFAR, massimizzando l’impatto scientifico della ricerca. L’INAF gestisce, inoltre, l’infrastruttura computazionale nazionale per l’analisi dei dati LOFAR, distribuita in tre siti: Bologna, Trieste e Catania.
L’articolo “Magnetic fields and relativistic electrons fill entire galaxy cluster”, di Andrea Botteon, Reinout J. van Weeren, Gianfranco Brunetti, Franco Vazza, Timothy W. Shimwell, Marcus Brüggen, Huub J. A. Röttgering, Francesco de Gasperin, Hiroki Akamatsu, Annalisa Bonafede, Rossella Cassano, Virginia Cuciti, Daniele Dallacasa, Gabriella Di Gennaro, Fabio Gastaldello, è stato pubblicato sulla rivista Science Advances.
Testo, video e foto dall’Ufficio stampa – Struttura per la Comunicazione Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)
IN ITALIA RISCHIO ESCLUSIONE DAL LAVORO PER CHI HA SUBITO ICTUS O INFARTO
Ricercatrici e ricercatori italiani hanno per la prima volta misurato gli effetti economici di shock di salute: riduzione della probabilità di lavorare e perdita reddituale del 10%. La ricerca pubblicata su Labour Economics
In Italia, ictus e infarto hanno effetti a lungo termine sulla possibilità di proseguire la propria storia lavorativa e mantenere il proprio reddito. Un gruppo di ricercatori dell’Università Ca’ Foscari Venezia, Università di Torino, Università di Amsterdam e Dipartimento di Epidemiologia dell’Asl 3 di Torino hanno per la prima volta misurato questi effetti economici nel contesto italiano, riscontrando una riduzione della probabilità di lavorare del 10%, a cui si associa una corrispondente perdita reddituale. Emerge anche come le norme a difesa del lavoro possano offrire una sorta di ‘salvagente’ a chi subisce un brusco peggioramento di salute, facilitando la prosecuzione della propria storia lavorativa. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista scientifica Labour Economics.
Cosa accade dopo un ictus o un infarto? Il lavoratore può veder aumentare il proprio “costo fisso” di lavorare e essere indotto a uscire dal mercato del lavoro. Alcuni potrebbero desiderare di continuare a lavorare, ma riducendo le ore lavorate. Infine, ci sono persone che potrebbero desiderare di continuare a lavorare mantenendo lo stesso impegno orario. Dal punto di vista del datore di lavoro, le reazioni potrebbero puntare a riduzioni di orario, mancate progressioni retributive, o persino la dismissione del lavoratore. Lo studio analizza proprio le conseguenze economiche di due imprevedibili e fulminei shock di salute.
“Purtroppo gli effetti degli shock di salute sulla vita lavorativa sono permanenti – spiega Francesca Zantomio, professoressa di Economia all’Università Ca’ Foscari Venezia e coautrice dello studio – nel contesto italiano è molto difficile per chi esce dal mercato del lavoro riuscire a rientrarci in un momento successivo. Inoltre, non c’è margine di aggiustamento delle ore lavorate, margine che permetterebbe di rimanere attivi ad una parte di soggetti che invece, ad orario invariato, faticano a continuare l’impiego preesistente. Perché il part-time volontario è molto poco diffuso. Né osserviamo reazioni di transizione ad altre forme di lavoro, o altri datori di lavoro”.
A livello di reddito ci sono strumenti di protezione, come la pensione di inabilità. “Non troviamo evidenza che aumenti la probabilità di smettere di lavorare e al contempo di non ricevere alcun sussidio – spiega Irene Simonetti, ricercatrice di Economia all’Università di Amsterdam e coautrice dello studio – né troviamo evidenza che gli operai (più a rischio di perdere la propria capacità reddituale) usino in maniera opportunistica strumenti di welfare, quando dotati di capacità lavorativa residua”.
“Infine – spiega Michele Belloni, professore di Economia all’Università degli Studi di Torino e coautore dello studio – i nostri risultati evidenziano come la normativa di protezione del lavoro in vigore fino al 2012 sia riuscita a favorire l’inclusione lavorativa di chi ha subito un peggioramento di salute”.
Lo studio si basa sui dati amministrativi relativi a lavoratori italiani tra il 1990 e il 2012, a cui sono agganciati dati ospedalieri che permettono di osservare le loro eventuali ospedalizzazioni non programmate e dovute a infarto o ictus. Dal 2012 sono entrate in vigore riforme normative di alleggerimento della protezione lavorativa che, secondo i ricercatori, potrebbero aver contribuito ad esacerbare disuguaglianze reddituali e di benessere nella vita dei lavoratori italiani.
In Italia rischio esclusione dal lavoro per chi ha subito ictus o infarto. Foto di aymane jdidi
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L’articolo:
Irene Simonetti, Michele Belloni, Elena Farina, Francesca Zantomio (2022) Labour Market Institutions and Long Term Adjustments to Health Shocks: Evidence from Italian Administrative Records, Labour Economics (2022), doi: https://doi.org/10.1016/j.labeco.2022.102277
Testo dall’Area Relazioni Esterne e con i Media dell’Università degli Studi di Torino
L’ECLISSI PARZIALE DI SOLE DEL 25 OTTOBRE 2022 IN DIRETTA DALL’INAF
L’appuntamento astronomico dell’autunno è previsto per la mattinata del 25 ottobre, con una attesissima eclissi parziale di Sole visibile dai cieli italiani, che sarà trasmessa in diretta, a partire dalle 11.15, dai telescopi dell’INAF di tutta Italia. Un evento ideale per le scuole.
Locandina della diretta EduINAF dedicata all’eclissi solare del 25 ottobre. Crediti: INAF/L. Barbalini
Nella tarda mattinata di martedì 25 ottobre, un’eclissi parziale di Sole sarà visibile dai cieli italiani. Per l’occasione, EduINAF, il magazine di didattica e divulgazione dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) organizza una diretta speciale della serie “Il cielo in salotto” con osservazioni dal vivo dell’eclissi al telescopio da diverse sedi INAF in tutta Italia.
La diretta, in orario eccezionalmente diurno e per questo indirizzata in modo particolare alle scuole, sarà trasmessa sui canali Youtube e Facebook di EduINAF a partire dalle 11.15 per seguire l’inizio del fenomeno celeste attraverso i telescopi INAF di Bologna, Cagliari, Palermo, Roma e Trieste. A Roma, in particolare, le osservazioni saranno effettuate con la Torre solare dell’INAF, situata sulla collina di Monte Mario. Il massimo dell’eclissi in Italia, con un oscuramento del disco solare fino a circa il 20%, è previsto intorno alle ore 12.20 (con piccole variazioni a seconda della località). La diretta in collegamento dalle sedi INAF continuerà fino alle 12.45. La trasmissione vedrà come ospiti gli esperti di fisica solare Alessandro Bemporad e Silvano Fineschi dell’INAF di Torino, Ilaria Ermolli dell’INAF di Roma, Mauro Messerotti dell’INAF di Trieste e Fabio Reale dell’INAF di Palermo, a cui sarà possibile fare domande in diretta.
Grazie a una collaborazione con timeanddate, il principale sito web al mondo per la misura del tempo e dei fusi orari, la diretta EduINAF mostrerà anche immagini dell’eclissi dai luoghi nel mondo in cui questo fenomeno sarà più accentuato: dalla Norvegia alla Lituania, dalla Turchia fino agli Emirati Arabi Uniti. La sede INAF di Napoli parteciperà inoltre alla diretta internazionale di timeanddate con il Celostato di Capodimonte, un particolare strumento per osservare il Sole, operato dagli astronomi solari Luciano Terranegra e Maurizio Oliviero. La diretta EduINAF continuerà fino alle ore 15.00 trasmettendo le immagini dell’eclissi dal resto del mondo, anche dopo il termine dell’evento in Italia.
“Osservare un’eclissi è un evento indimenticabile, non potevamo sperare di meglio per iniziare la terza stagione della serie ‘Il cielo in salotto’. Un’eclissi visibile anche nei nostri cieli, la partecipazione entusiasta di tanti telescopi e colleghi da tutta Italia, la collaborazione di partner d’eccezione che ci mostreranno l’evento da quasi tutto il mondo” commenta Livia Giacomini, direttore responsabile di EduINAF. “Per questo primo appuntamento, abbiamo pensato a una diretta che possa essere usata anche in classe, per regalare a insegnanti e studenti un evento da ricordare per la vita e usare come spunto di approfondimento. E poi, durante l’anno, saremo felici di mostrarvi e raccontarvi le meraviglie che non siamo più abituati a vedere nei nostri cieli: Marte, la Luna, costellazioni, comete. Insomma, il cielo in tutta la sua bellezza, nei nostri salotti”.
Immagine dell’eclissi parziale del 21 giugno 2020 ripresa da Napoli. Crediti: E. Cascone (INAF)
Il fenomeno dell’eclissi solare si verifica quando la Luna si trova allineata tra la Terra e il Sole e proietta dunque la sua ombra sulla Terra oscurando il Sole. L’eclissi può essere parziale, totale o anulare. In un’eclissi parziale, come quella del prossimo 25 ottobre, solo una parte del Sole viene oscurata dalla Luna e inoltre il centro della nostra stella non risulta perfettamente allineato con quello della Luna, come accade invece nel caso di eclissi totale e anulare. Non si deve mai osservare l’eclissi guardando il Sole a occhio nudo. Per evitare danni alla vista è necessario utilizzare opportuni sistemi di protezione e/o strumenti per l’osservazione sicura del Sole.
L’eclissi di Sole è un fenomeno raro. L’ultima eclissi totale visibile dall’Italia si è verificata nel 1961, e per osservarla di nuovo da alcune porzioni dell’Italia bisognerà attendere il 2081. Nei prossimi anni, sono previste eclissi totali in Spagna e Islanda il 12 agosto 2026 e ancora in Spagna e Africa settentrionale il 2 agosto 2027: questi due eventi saranno visibili dall’Italia sotto forma di eclissi parziale.
Il programma delle dirette 2022/2023 della serie “Il cielo in salotto” è disponibile sul sito di EduINAF: https://edu.inaf.it/diretta/
Maggiori informazioni sull’eclissi e come costruire un semplice telescopio per osservare in sicurezza l’evento astronomico sono disponibili nel video del Cielo di ottobre 2022 realizzato da Fabrizio Villa: https://youtu.be/YngIcHmQhQY?t=220
Testo, video e foto dall’Ufficio stampa – Struttura per la Comunicazione di Presidenza Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF)
LO STUDIO COMPUTAZIONALE DELL’UNIVERSITÀ DI PADOVA
Tutti i mutanti che hanno sperimentalmente dimostrato una riduzione di attività nei confronti dei farmaci antivirali analizzati sono stati correttamente “predetti” dalla ricerca computazionale della Sezione di Modellistica Molecolare del Dipartimento di Scienze del Farmaco dell’Università di Padova
Una delle domande più insidiose nell’ambito del trattamento terapeutico antivirale di SARS-CoV-2 è relativa a quanto gli attuali farmaci in uso possano essere efficaci sulle nuove mutazioni che la “macchina virale” potrebbe mettere in campo nel corso del tempo.
Per rispondere al quesito il gruppo di ricerca internazionale coordinato dalla prof.ssa Dorothee von Laer della Divisione di Virologia della Innsbruck Medical University ha pensato di precorrere i tempi andando a costruire in laboratorio tutte le possibili variazioni (mutazioni) di una delle proteine bersaglio di una importante famiglia di farmaci antivirali contro la proteasi principale del virus, denominata 3CLpro.
L’efficacia dei farmaci in uso, come nirmatrelvir o ensitrelvir, è stata quindi determinata sperimentalmente per anticipare quali, tra le possibili nuove mutazioni, potrebbe ridurre o eliminare la loro efficacia terapeutica. Alla ricerca dal titolo “SARS-CoV-2 3CLpro mutations selected in a VSV-based system confer resistance to nirmatrelvir, ensitrelvir, and GC376” pubblicata su «Science Translational Medicine»ha partecipato la Sezione di Modellistica Molecolare del Dipartimento di Scienze del Farmaco dell’Università di Padova,coordinata dal Professor Stefano Moro, che ha come missione lo sviluppo e l’applicazione di metodologie informatico-computazionali con l’obiettivo principale di supportare la progettazione, identificazione e ottimizzazione di nuovi candidati farmaci.
Parallelamente al lavoro sperimentale svolto dai colleghi austriaci, il gruppo di ricerca padovanoha effettuato lo stesso studio utilizzando delle tecniche computazionali: sia tutti i mutanti della proteina 3CLpro che le loro interazioni con i farmaci antivirali sono stati simulati con l’obiettivo di avere un riscontro sulla capacità predittiva di questi metodi che consentirebbero, qualora si dimostrassero accurati, una importante riduzione dei tempi di accesso a queste informazioni ed una conseguente riduzione dei costi della ricerca.
Un importante risultato ottenuto da questo studio è che tutti i mutanti che hanno sperimentalmente dimostrato una riduzione di attività nei confronti dei farmaci antivirali analizzati sono stati correttamente predetti dallo studio computazionale padovano, consentendo inoltre di interpretarne a livello molecolare le motivazioni analizzando le singole interazioni tra farmaco e proteina che venivano a modificarsi nei vari mutanti.
«La buona capacità predittiva dei metodi computazionali utilizzati in questo studio – dicono gli autori del team del Dipartimento di Scienze del Farmaco Matteo Pavan, Davide Bassani e Stefano Moro – apre alla possibilità del loro utilizzo anche per altri bersagli molecolari di interesse terapeutico, per i quali l’aspetto della resistenza rappresenta un problema clinico rilevante, fornendo un supporto alle tecniche sperimentali di biologia molecolare e biochimica utilizzate di routine nella identificazione di nuovi candidati farmaci».
Davide Bassani
Matteo Pavan
Stefano Moro
La Sezione di Modellistica Molecolare del Dipartimento di Scienze del Farmaco dell’Università di Padova che ha come missione lo sviluppo e l’applicazione di metodologie informatico-computazionali con l’obiettivo principale di supportare la progettazione, identificazione e ottimizzazione di nuovi candidati farmaci. Esso costituisce l’interfaccia tra i laboratori biologici/farmacologici e chimici del Dipartimento aggiungendo le proprie competenze computazionali in base alle necessità di sintesi organica, fitochimica, biochimica, biologia molecolare e farmacologia. L’obiettivo è quello di affrontare i problemi della chimica medicinale e della medicina in collaborazione con gli esperti del settore sviluppando nuove strategie per la progettazione e la scoperta di farmaci integrando informatica, chimica, biologia e medicina. Attualmente MMS utilizza strategie chimiche e strutturali per comprendere i meccanismi di base delle malattie umane e scoprire una nuova generazione di farmaci.
Titolo: “SARS-CoV-2 3CLpro mutations selected in a VSV-based system confer resistance to nirmatrelvir, ensitrelvir, and GC376” – «Science Translational Medicine» 2022
Autori: Emmanuel Heilmann, Francesco Costacurta, Arad Moghadasi, Chengjin Ye, Matteo Pavan, Davide Bassani, Andre Volland, Claudia Ascher, Alexander Kurt, Hermann Weiss, David Bante, Reuben S. Harris, Stefano Moro, Bernhard Rupp, Luis Martinez-Sobrido and Dorothee von Laer.
Testo e foto dall’Ufficio Stampa dell’Università degli Studi di Padova
Zanzare che trasmettono virus: tracciarle è importante: con l’app Mosquito Alert, i cittadini aiutano i ricercatori Monitorare le zanzare e i patogeni che possono trasmettere, come il virus West Nile, è importante per la salute pubblica e per la sanità animale. Un aiuto arriva anche da Mosquito Alert, l’app con cui i cittadini aiutano i ricercatori a tracciare le specie di zanzara presenti sul territorio.
L’Italia è sempre al centro della ricerca scientifica sulle zanzare, che mai come ora vanno studiate con attenzione anche nel nostro paese. Con le loro fastidiose punture, infatti, le zanzare possono anche trasmettere malattie a uomo e animali. Questo succede prevalentemente in regioni tropicali dove oltre 700.000 morti all’anno sono attribuite a malattie trasmesse da zanzare. Si stima che circa metà della popolazione mondiale viva in aree dove è possibile contrarre un’infezione dalla puntura di una zanzara.
Quest’estate, l’Italia sta vivendo un forte aumento di casi del virus di West Nile rispetto agli anni precedenti. Questo virus viene normalmente trasmesso da zanzare a uccelli (e viceversa), e occasionalmente alcuni mammiferi come cavalli ed esseri umani possono essere infettati attraverso la puntura di una zanzara che a sua volta si è infettata pungendo un uccello malato. La maggior parte delle persone infette non mostra alcun sintomo, mentre circa il 20% presenta sintomi leggeri: febbre, mal di testa, nausea, vomito, linfonodi ingrossati, sfoghi cutanei. Solo in rari casi, e prevalentemente nelle persone anziane, il virus produce seri problemi neurologici e può essere letale. Dalla sua prima segnalazione nel 1937 in Uganda nell’omonimo distretto, il virus West Nile è ormai presente in Medio Oriente, Nord America, Asia Occidentale ed Europa, dove è comparso nel 1958 e in Italia dal 2008.
“A differenza del cavallo, nell’essere umano non esiste ancora un vaccino per la malattia di West Nile e la prevenzione consiste solo nel difendersi dalle punture di zanzara, per esempio con repellenti e zanzariere – chiarisce Alessandra della Torre, coordinatrice del gruppo di ricerca di entomologia medica di Sapienza. La prevenzione va effettuata soprattutto a livello individuale, ma tanto i cittadini quanto le amministrazioni pubbliche devono vigilare: l’obiettivo è quello di eliminare, quando possibile, i siti dove maturano le larve (raccolte d’acqua, canali di irrigazione, vasche ornamentali, caditoie stradali) delle zanzare che trasmettono il virus, o di trattare tali siti con insetticidi a basso impatto ambientale, in modo da ridurre infine il numero delle zanzare adulte”.
West Nile in Italia, ecco un po’ di numeri: dall’inizio di giugno al 30 agosto 2022, il bollettino periodico dell’Istituto Superiore di Sanità, del Ministero della salute, riporta 386 casi umani di infezione confermata, con 22 decessi; il primo caso è stato in Veneto e prevalgono le segnalazioni al nord, ma se ne registrano anche più a sud come in Toscana ed Emilia-Romagna, nonché in Sardegna. La sorveglianza veterinaria su cavalli, zanzare e uccelli (selvatici e stanziali) al 30 agosto conferma la circolazione del virus West Nile in Piemonte, Veneto, Friuli-Venezia Giulia, Emilia-Romagna, Lombardia e Sardegna. E tra tutte le infezioni umane West Nile segnalate all’ECDC (European Centre for Disease Prevention and Control) dai paesi dell’Unione europea e dello Spazio economico europeo, dall’inizio della stagione di trasmissione al 31 agosto 2022, la maggior parte arriva proprio dall’Italia.
Mosquito Alert Italia, a cui partecipano l’Istituto Superiore di Sanità, Istituto Zooprofilattico Sperimentale delle Venezie, MUSE- Museo delle Scienze di Trento e Università di Bologna, con il coordinamento del Dipartimento di Sanità Pubblica e Malattie Infettive di Sapienza, è un progetto di scienza partecipata (Citizen Science), che coinvolge cioè i cittadini nel monitoraggio delle zanzare.Basta avere uno smartphone, scaricare l’app gratuita Mosquito Alert e inviare ai ricercatori foto di zanzare e di possibili siti riproduttivi dell’insetto (es., tombini), ma anche segnalazioni delle punture ricevute.
Zanzare che trasmettono virus: tracciarle è importante: con l’app Mosquito Alert, i cittadini aiutano i ricercatori. Culex Pipiens. Foto di David BARILLET-PORTAL, CC BY-SA 3.0
Ma è inviando fotografie di zanzare che si potrà davvero fare la differenza, permettendo alla task force di Mosquito Alert Italia di identificarne le specie; si potranno anche inviare fisicamente interi esemplari dell’insetto ai ricercatori di Sapienza. Il tracciamento sarà indirizzato a tutte le specie di zanzara: sia quelle che hanno ampliato la loro distribuzione a seguito di fenomeni quali cambiamento climatico, globalizzazione e aumento degli spostamenti internazionali (specie invasive), sia quelle già presenti in origine sul territorio (autoctone), come la cosiddetta “zanzara comune” o “zanzara notturna” (Culex pipiens), responsabile della trasmissione del virus West Nile in Italia.
“Tracciare le specie di zanzara e le variazioni dei loro areali è importante – dichiara Beniamino Caputo di Sapienza, coordinatore di Mosquito Alert Italia – anche nel Piano Nazionale di prevenzione, sorveglianza e risposta alle Arbovirosi (PNA) 2020-2025 del Ministero della salute, si contempla la collaborazione attiva dei cittadini con i ricercatori (Citizen Science), tra le azioni rilevanti ai fini della gestione delle malattie trasmesse da vettori. Mosquito Alert consente di farlo con un minimo sforzo”.
PUBBLICATA LA PRIMA STIMA ESAUSTIVA DELLA POPOLAZIONE DI LUPO NELLE REGIONI ALPINE ITALIANE
Sono on line i risultati della stima del numero di lupi presenti sul territorio italiano, ottenuta nell’ambito del monitoraggio su scala nazionale 2020/2021, il primo condotto in Italia. Nelle regioni alpine italiane si stimano 946 lupi (con un livello di credibilità tra 822 e 1099), distribuiti su una superficie pari al 37% del territorio delle regioni alpine
esemplare in natura di lupo. Foto Gabriele Cristiani Archivio Aree Protette Alpi Marittime
Il primo monitoraggio nazionale del lupo è stato condotto tra il 2020 e il 2021 seguendo linee guida condivise, che hanno permesso una raccolta dati omogenea e risultati confrontabili su tutto il territorio italiano. Per la popolazione delle regioni alpine le attività di monitoraggio, di analisi e di elaborazione dei dati sono state coordinate dal Centro referenza grandi carnivori del Piemonte e dall’Università di Torino (DBIOS) nell’ambito del progetto Life WolfAlps EU, coordinato dalle Aree Protette Alpi Marittime, in stretta sinergia con ISPRA, responsabile del coordinamento su scala nazionale.
“Finora le informazioni sul lupo sono state raccolte in modo frammentato, è la prima volta che si stima la distribuzione e la consistenza di questa specie su tutta Italia, basandosi su un disegno di campionamento scientificamente robusto, e con una raccolta dati simultanea”
afferma Piero Genovesi, responsabile del Servizio per il coordinamento della fauna selvatica di ISPRA. In tutto, sono stimati 3.307 (tra 2.945 e 3.608) lupi sull’intero territorio italiano.
“Una corretta conservazione del lupo e un’efficace gestione dei conflitti richiedono dati scientificamente robusti – continua Genovesi – i risultati di questo studio forniscono quindi una base di conoscenza essenziale per le istituzioni che hanno la responsabilità della conservazione del lupo”.
È dunque la prima volta che viene realizzata una stima esaustiva a livello delle regioni alpine e su scala nazionale. Non solo, è una delle prime stime a livello di popolazione ottenute in Europa, quindi di grande valenza internazionale. La stima è stata ottenuta applicando modelli statistici innovativi, messi a punto da un team internazionale di tre Università (Norwegian University of Life Sciences, Università di Torino e Università di Chester) specializzate nello studio dell’abbondanza e andamento nel tempo delle popolazioni animali.
Grazie a questa analisi si è ottenuta una stima della dimensione della popolazione accurata, cui è associata una forchetta di errore, un intervallo che indica il livello di accuratezza del valore stimato, detto intervallo di credibilità. Quindi nel 2020/2021 sono 946, con un intervallo tra 822 e 1099, i lupi presenti nelle regioni alpine. Di questi, 680 (intervallo di credibilità: 602-774) individui fanno parte della parte centro-occidentale della popolazione e 266 (intervallo di credibilità: 204-343) appartengono alla sezione centro-orientale della popolazione. L’estensione dell’area in cui i lupi sono presenti è pari a 41.600 Km2, che equivalgono al 37% della superficie delle regioni alpine.
Sono invece 102 i branchi e 22 le coppie presenti nelle regioni alpine (intera superficie – zone collinari e di pianura incluse- di Liguria, Piemonte, Valle d’Aosta, Lombardia, Province Autonome di Trento e Bolzano, Veneto e Friuli Venezia Giulia), per un totale di 124 unità riproduttive. La maggior parte di esse si concentra nella porzione occidentale dell’arco alpino, dove sono presenti 91 branchi/coppie. Nell’area centro orientale sono invece 33 i branchi/coppie, quasi la metà delle quali ha territori transregionali: per esempio 10 branchi sono a cavallo delle Province Autonome di Trento e Bolzano e la regione Veneto. Una ennesima conferma della necessità di avere un approccio uniforme nel monitoraggio, che superi la frammentazione amministrativa. Attenzione, però, se si vuole confrontare il numero di unità riproduttive di lupo con gli anni passati, si deve considerare unicamente l’arco alpino, dove è stato svolto un monitoraggio continuo della specie dal 1999. Nell’ultima valutazione, effettuata nel monitoraggio 2017/2018 erano state documentate un totale di 51 unità riproduttive, arrivate a 103 nel 2020/2021.
“La popolazione di lupo è quindi cresciuta nell’arco alpino italiano negli ultimi tre anni, addirittura raddoppiando sia nel numero delle unità riproduttive documentate che nella distribuzione minima”
dichiara Francesca Marucco, del Dipartimento di Scienze della Vita e di Biologia dei Sistemi dell’Università di Torino, responsabile scientifica del progetto LIFE WolfAlps EU.
I risultati sono stati ottenuti grazie a un imponente lavoro di raccolta dati, compiuto per la regione alpina in modo esaustivo su tutto il territorio, anche con il coinvolgimento di volontari appositamente formati. Tra ottobre 2020 e aprile 2021 sono stati percorsi dagli operatori un totale di 40.725 km, che hanno permesso di raccogliere 10.672 segni di presenza, di cui 5.636 escrementi, 3.226 tra video e foto. Sono stati tracciati i percorsi dei lupi su neve per un totale di 1605 km, e recuperati 71 lupi morti. Un immenso lavoro di campo reso possibile dalla formazione di un “Network Lupo Regioni Alpine”, costituito da un gruppo di personale istituzionale e volontario, che ha ricevuto una formazione specifica, operativo in modo continuo e capillare sul territorio per la raccolta di tutti i dati utili al monitoraggio della specie. Il network è composto da 1513 operatori afferenti a 160 Enti e Associazioni distribuiti nelle diverse province delle regioni alpine italiane. Un network che è cresciuto e ha acquisito via via sempre maggiori competenze a partire dalla nascita, nel 1999, con il progetto Lupo Piemonte, e che si è arricchito nel corso del progetto LIFE WolfAlps (2013-2018) e che prosegue dunque oggi con il progetto LIFE WolfAlps EU.
“La creazione di una rete nazionale di operatori formati è uno dei risultati più importanti di questo lavoro, perché costituisce un vero patrimonio per la conservazione della biodiversità a scala nazionale nel lungo termine” afferma Marucco.
La stima delle unità riproduttive si inserisce inoltre in un contesto di effettiva collaborazione internazionale, considerata la natura transfrontaliera della popolazione alpina, che comprende Italia, Francia, Svizzera, Austria e Slovenia. Collaborazione portata avanti grazie all’istituzione di un gruppo di esperti internazionali, il Wolf Alpine Group, e dal progetto LIFE WolfAlps EU, il cui principale scopo è quello di trovare una strategia condivisa per la coesistenza tra attività umane e lupo a livello di popolazione alpina, superando quindi i confini amministrativi.
Articolo dal sito di Life WolfAlps EU: https://www.lifewolfalps.eu/pubblicata-la-prima-stima-esaustiva-della-popolazione-di-lupo-nelle-regioni-alpine-italiane/
L’EFFETTO LUNGO DELLA PANDEMIA SUI GIORNALI – SECONDO RAPPORTO TIPS
INDAGINE SULLA TECNOSCIENZA NEI QUOTIDIANI ITALIANI NEL 2021
Secondo rapporto del Progetto Technoscientific Issues in the Public Sphere (TIPS) condotto dall’Unità di Ricerca PaSTIS del Dipartimento di Filosofia, Sociologia, Pedagogia e Psicologia Sociale dell’Università degli Studi di Padova
La comunicazione pubblica della tecnoscienza, cioè scienza e tecnologia considerati nel loro insieme, è risultata fortemente modificata dalla pandemia: un anno fa il primo rapporto del progetto TIPS (Technoscientific Issues in the Public Sphere), del gruppo di ricerca PaSTIS coordinato dal sociologo dell’Università di Padova Federico Neresini, sull’attenzione dedicata alla tecnoscienza dai principali quotidiani italiani si concludeva chiedendosi come si sarebbe configurata la fase post-pandemica sui principali quotidiani italiani.
A distanza di dodici mesi, quanto avvenuto con la terza e quarta ondata non ci permette di parlare di fase post-pandemica: anche i dati rilevati sui quotidiani mostrano chiaramente come la pandemia influenzi ancora il discorso pubblico sulla tecnoscienza.
Prendendo in esame le principali tematiche che compongono il corpus degli articoli pubblicati nel 2021 e caratterizzati da un significativo contenuto tecnoscientifico, un topic (argomento) su tre riguarda la pandemia: il segnale di un tema di per sé preminente. Questo primo rilievo delinea le diverse sfumature che la pandemia stessa ha assunto nelle sue ricadute sulla società italiana: il primo e il terzo fra i topic più rilevanti hanno a che fare con i vaccini, in particolare con la controversia attorno all’efficacia e ai danni da vaccino e l’andamento della copertura vaccinale nella popolazione italiana.
L’effetto lungo della pandemia sui giornali – Secondo rapporto TIPS. Foto di Markus Winkler
Accanto ai temi pandemici ne troviamo altri che tradizionalmente caratterizzano la copertura mediale della tecnoscienza. Nel 2021, però, come per l’anno precedente, tali tematiche sono state in gran parte riconfigurate dalla pandemia: parlare di ricerca biomedica, per esempio, si riferisce inevitabilmente anche a elementi connessi con gli effetti degenerativi del COVID a livello polmonare.
Sebbene meno rilevanti rispetto agli anni precedenti, risultano inoltre sempre presenti tematiche come l’innovazione digitale, l’esplorazione spaziale, le tematiche ambientali, sia nei termini di transizione energetica e ricerca applicata alla sostenibilità, sia per quanto riguarda gli studi che monitorano l’evoluzione del cambiamento climatico.
La rilevanza della tecnoscienza sui quotidiani è stata misurata in termini di salienza, ovvero la quota di articoli caratterizzati da un significativo contenuto tecnoscientifico sul totale degli articoli pubblicati dalle stesse fonti durante il medesimo periodo di tempo, e permette di osservare come il 2021 sia stato il secondo anno consecutivo di aumento di questa misura dopo un periodo di calo.
La salienza dei temi scientifici nel 2021 ha raggiunto una media di 6,40: quella del periodo 2017-2020 era 5,14. Si tratta di una differenza che conferma l’aumento dello scorso anno, quando la media era di 5,84.
L’effetto lungo della pandemia sui giornali – Secondo rapporto TIPS
Cosa emerge dalla ricerca
LE PAROLE DI COVID-19
Nel 2021 la spinta a dare maggior spazio alla scienza dovuta alla pandemia non si è esaurita: per il secondo anno consecutivo sono le parole legate al coronavirus ad aver avuto un ruolo preminente sui quotidiani. Dall’analisi della frequenza delle parole più significative legate alla scienza utilizzate negli articoli del 2021, si nota un consolidamento di quelle legate alla pandemia (con la novità rappresentata da variante).
Rispetto all’analisi della frequenza dello scorso anno, nel 2021 tutte le prime dieci parole sono legate alla pandemia, sia che si tratti di parole legate direttamente al Covid, sia di parole (virus, mese, dose) che con la pandemia hanno subito un riposizionamento di significato.
Scompaiono dalle prime dieci posizioni quelle legate all’intelligenza artificiale, mentre si conferma un forte interesse nei confronti dei bambini (bambini, genitori) e rimane cervello a segnalare il forte interesse per l’ambito delle neuroscienze.
LE PAROLE DELLA SCIENZA
Fino al 2019 i temi che emergono sono quelli legati all’ambito dell’oncologia e della salute, delle neuroscienze, dell’intelligenza artificiale, della ricerca universitaria e degli animali. Il 2021, in continuità con il 2020, mostra un panorama diverso, con i temi della pandemia che hanno preso il sopravvento con le parole variante, vaccino, virus, casi, dose che spiccano tra le prime dieci.
I TOPIC NEL TEMPO
Analizzando i topic più presenti sulle pagine delle testate nel 2021 si conferma, come per lo scorso anno, la forte presenza dei temi legati alla pandemia. A differenza del 2020, però, emerge un tema nuovo – seppure connesso alla pandemia –, legato alla “Campagna vaccinale”, il cui peso relativo supera tutti gli altri.
LO SHARE DEGLI SCIENZIATI
La classifica dello share degli scienziati – ossia il numero di articoli in cui compare almeno una volta un determinato nome di uno/a scienziato/a o istituzione sul totale degli articoli in cui veniva menzionato almeno uno/a scienziato/a o una istituzione – basata sull’intero corpus di articoli, indipendentemente dal loro contenuto scientifico o meno, aveva evidenziato nel 2020 la presenza sui giornali italiani di personaggi divenuti noti al pubblico in stretta connessione con la pandemia. Era il caso di Walter Ricciardi, Anthony Fauci e Andrea Crisanti. Nel 2021 questi nomi confermano la loro visibilità mediale e se ne aggiungono altri che sono stati interpellati con maggiore frequenza sul tema dei vaccini come Guido Rasi (ex direttore European Medicines Agency) e Marco Cavaleri (EMA). Nelle classifiche di quest’anno vale la pena di evidenziare che la presenza delle donne, già esigua nel 2020, è ulteriormente calata (fanno eccezione Antonella Viola e Ilaria Capua).
LO SHARE NEL TEMPO
Per il secondo rapporto del progetto TIPS è stata introdotta una nuova analisi che permette di seguire l’andamento dei primi dieci scienziati nel corso del biennio 2020-21, diviso in nove periodi cadenzati dagli interventi adottati dal governo italiano per fronteggiare la pandemia.
Nelle fasi iniziali sono i ricercatori a figurare come protagonisti. Con il passare del tempo, tuttavia, lasciano progressivamente le prime posizioni della classifica dello share a favore di esperti di carattere più istituzionale, per lasciare un peso sempre maggiore agli esperti clinici nella seconda parte del biennio analizzato. In attesa con le aspettative, gli articoli più concentrati su contenuti tecnoscientifici hanno riservato maggiore visibilità a ricercatori ed esponenti del mondo accademico. In questa classifica entrano nelle prime dieci posizioni anche figure non direttamente riconducibili alla pandemia, come l’astronauta Luca Parmitano e il premio Nobel per la Fisica Giorgio Parisi. Negli articoli a contenuto tecnoscientifico si registra inoltre una presenza femminile leggermente maggiore rispetto a quanto osservato sul corpus di tutti gli articoli: ciononostante, la visibilità mediale è nettamente sbilanciata a favore degli uomini.
TIPS ha preso avvio all’Università di Padova nel 2014 e può oggi contare su una propria piattaforma web che include una serie di moduli per la raccolta e l’analisi automatica dei testi degli articoli pubblicati dagli otto principali quotidiani italiani insieme ai relativi metadati. Il progetto TIPS è un progetto del Dipartimento di Filosofia, Sociologia, Pedagogia e Psicologia Sociale dell’Università degli Studi di Padova sviluppato all’interno dell’Unità di Ricerca PaSTIS (www.pastis-research.eu). Stanno collaborando al progetto TIPS: Federico Neresini (coordinatore), Alberto Cammozzo, Stefano Crabu, Emanuele Di Buccio, Paolo Giardullo, Barbara Morsello, Andrea Sciandra, Alberto Zanatta. Grafici e collaborazione ai testi: Marco Boscolo.
TIPS Project, (2021), 2022: è ancora pandemia – 2° rapporto del progetto TIPS – Technoscientific Issues in the Public Sphere, www.tipsproject.eu
QUBIC, un modo nuovo di studiare l’universo primordiale
Escono oggi, giovedì 21 aprile, su un numero speciale della rivista “Journal of Cosmology and Astroparticle Physics”, otto articoli a firma della collaborazione internazionale QUBIC (Q&U Bolometric Interferometer for Cosmology), che sta realizzando in Argentina un telescopio per lo studio dell’universo appena nato che si avvarrà di una tecnica innovativa.
QUBIC, infatti, osserverà e mapperà le proprietà del fondo cosmico a microonde, l’eco residua del Big Bang, concentrandosi sulla misura di particolari componenti dell’orientamento dell’oscillazione delle microonde della radiazione cosmica di fondo sul piano del cielo (polarizzazione), denominate modi-B, indicative delle possibili perturbazioni indotte dalle onde gravitazionali generate nei primi istanti di vita dell’universo.
Il progetto vede l’Italia protagonista grazie ai contributi scientifici e tecnologici forniti dall’INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) e dalle Università di Milano Statale, Milano-Bicocca, Università di Roma “Tor Vergata” e Sapienza Università di Roma. QUBIC osserverà il cielo a partire dalla fine del 2022, da un sito desertico di alta quota (5000 m) in Argentina, vicino alla località San Antonio de Los Cobres.
Dopo il suo sviluppo e l’integrazione avvenuta presso i laboratori europei delle Università e degli enti di ricerca coinvolti nella collaborazione, QUBIC è arrivato in Argentina, nella città di Salta, nel luglio 2021, dove si sta procedendo alle fasi finali di calibrazione e di test in laboratorio. I risultati di queste attività, presentati negli otto articoli apparsi su ‘Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, hanno confermato il corretto funzionamento dello strumento e dell’’interferometria bolometrica’, ossia la tecnica di nuova concezione su cui si baseranno le osservazioni di QUBIC, che combina l’elevatissima sensibilità dei rivelatori raffreddati quasi allo zero assoluto (-273 °C) e capaci di misurare l’energia della radiazione del fondo cosmico trasformandola in calore (bolometri), con la precisione degli strumenti interferometrici.
“QUBIC è uno strumento originale ed estremamente complesso: per questo era necessario pubblicare in anticipo tutti i dettagli del suo hardware e delle nuove metodologie di sfruttamento dei dati raccolti. Inoltre, con queste lunghe ed esaustive calibrazioni abbiamo dimostrato in laboratorio l’efficienza di QUBIC come interferometro bolometrico. È un passo essenziale per le successive misure di interesse per la cosmologia e la fisica fondamentale”, spiega Silvia Masi, docente presso Sapienza Università di Roma e ricercatrice INFN, che coordina la partecipazione italiana all’esperimento.
Grazie alla sua estrema sensibilità, che consentirà di distinguere i dettagli di ciascuno dei ‘pixel’ in cui sarà suddivisa la mappa celeste, QUBIC potrà discriminare i modi-B dai segnali generati dalle altre sorgenti del cielo, fornendo una prova diretta della teoria dell’inflazione. Questa è oggi la teoria di riferimento per la descrizione di ciò che sarebbe avvenuto nei primi istanti dell’universo, sviluppata negli anni ‘80 per spiegare alcune caratteristiche dell’universo, fra cui la ‘piattezza’ e l’estrema omogeneità dello spaziotempo.
Criostato. Crediti: archivio fotografico QUBIC
Secondo la teoria dell’inflazione, la rapidissima fase di espansione dell’universo subito dopo il Big Bang, durata meno di un centomillesimo di miliardesimo di miliardesimo di miliardesimo di secondo (circa 10-32 secondi), avrebbe lasciato un debole fondo di onde gravitazionali, che a loro volta avrebbero prodotto particolari debolissime tracce, detti modi-B, nella polarizzazione del fondo cosmico di microonde. In pratica, le onde elettromagnetiche del fondo cosmico non oscillerebbero in direzioni casuali. Sarebbero invece leggermente preferite direzioni che in cielo formano un disegno vorticoso.
Alla precisione delle misure che saranno effettuate da QUBIC contribuiranno inoltre la limpidezza e l’assenza di umidità che contraddistinguono l’aria del sito di Alto Chorrillo in cui sarà istallato il telescopio, a circa 5000 metri sul livello del mare, sul plateau La Puna nell’Argentina settentrionale, vicino alla cittadina di San Antonio de los Cobres, nella provincia di Salta.
“QUBIC verrà portato nel sito di Alto Chorrillo entro pochi mesi. Le prime misure dimostreranno l’efficienza del nuovo metodo dell’interferometria bolometrica per la prima volta osservando sorgenti astronomiche. Lo strumento verrà poi completato inserendo un maggiore numero di rivelatori, in modo da poter eseguire le misure di interesse cosmologico entro tre anni. La strada è lunga, e QUBIC si presenta come estremamente originale e complementare a tutti gli altri che cercano di misurare questo elusivo segnale primordiale”, illustra Aniello Mennella, ricercatore INFN e docente all’Università di Milano.
La ricerca dei modi-B rappresenta una sfida formidabile e centrale per fisici e astrofisici. Il segnale da misurare è così debole da richiedere rivelatori ultrasensibili e telescopi di grande precisione, anche per rimuovere, durante l’analisi dati, altri segnali polarizzati di origine locale che potrebbero confondere la misura. Le misure di QUBIC saranno perciò contemporanee a quelle di una mezza dozzina di altri esperimenti nel mondo che hanno lo stesso obiettivo scientifico. A differenza di questi ultimi, che producono immagini direttamente tramite telescopi a singola apertura, QUBIC sarà l’unico strumento a effettuare osservazioni raccogliendo le microonde da molte aperture e facendole interferire.
“La misura di un segnale così debole”, dice Mario Zannoni, ricercatore INFN e docente all’Università di Milano-Bicocca, “verrà ritenuta esente da errori sistematici solo se si avranno risultati consistenti provenienti da strumenti molto diversi. Proprio per questo motivo QUBIC, unico interferometro bolometrico, rappresenta una risorsa insostituibile nella ricerca dei modi-B e nello studio dei primi attimi dell’universo”. Grazie alle capacità multispettrali e di autocalibrazione, “QUBIC produrrà dati del tutto originali e complementari a quelli degli altri esperimenti, offrendo agli analisti innumerevoli possibilità di controllo incrociato e quindi una robustezza ineguagliabile dei risultati”, conclude Giancarlo De Gasperis, ricercatore INFN e docente all’Università di Roma “Tor Vergata”.
QUBIC è il risultato della collaborazione di 130 ricercatori, ingegneri e tecnici in Francia, Italia, Argentina, Irlanda e Regno Unito. Lo strumento è stato integrato a Parigi presso i laboratori APC nel 2018 e calibrato durante il 2019-2021.
Il contributo italiano è stato fondamentale per lo sviluppo dello strumento, e continuerà ad esserlo nelle fasi successive dell’esperimento. Lo strumento è ospitato in un criostato, progettato e costruito nei laboratori della Sapienza e della Sezione di Roma dell’INFN, capace di raffreddare vicino allo zero assoluto non solo i rivelatori ma anche tutto il sistema ottico dell’interferometro. Lo stesso gruppo ha realizzato anche il sistema crio-meccanico che permette di ruotare i componenti ottici all’interno del criostato per misurare lo stato di polarizzazione della radiazione. Italiane sono anche altre componenti criogeniche, che lavorano a una temperatura inferiore a -270 °C, come le avanzatissime antenne corrugate che selezionano i fotoni da far interferire, realizzate nei laboratori dell’Università e della Sezione INFN di Milano Statale, mentre le ottiche che focalizzano i fotoni sui rivelatori e il sistema di otturatori che permette di variare la configurazione dell’interferometro e di autocalibrarlo sono realizzate dall’Università e dalla Sezione di Milano Bicocca. L’Università di Roma “Tor Vergata” e la Sezione INFN di Roma2 contribuisce invece allo sviluppo del complesso software di analisi dei dati.
Testo dall’Ufficio Stampa Università di Milano-Bicocca e dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma, immagini dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma.
Cellule staminali pluripotenti di rinoceronte bianco del nord: il consorzio BioRescue fa un passo avanti verso le cellule uovo artificiali
Il consorzio BioRescue sta sviluppando metodi avanzati di riproduzione assistita per salvare il rinoceronte bianco del nord dall’estinzione. In questa missione gli ovociti delle ultime femmine rimaste giocano un ruolo chiave poiché da essi, tramite la fecondazione in vitro con lo sperma di maschi ormai deceduti, vengono creati embrioni. Il Max Delbrück Center for Molecular Medicine (MDC) di Berlino, che fa parte del consorzio BioRescue, sta lavorando con i partner di Monaco e di Kyushu (Giappone) su una seconda strategia: ottenere ovociti a partire da cellule staminali. Il team è riuscito a creare cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) da Nabire, un rinoceronte bianco del Nord. Questo rappresenta un significativo avanzamento nel processo di creazione di iPSC e della loro differenziazione in cellule staminali allo stadio di pluripotenza di tipo primed e naïve. Questo importante avanzamento verso la creazione di ovociti artificiali da cellule staminali è stato pubblicato nella rivista “Scientific Reports”.
Nabiré presso il Safari Park Dvur Kralove. Foto di Hynek Glos
Gli scienziati del MDC Technology Platform “Pluripotent Stem Cells” e dell’Helmholtz Zentrum München sono stati in grado di produrre cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) a partire da cellule cutanee conservate di Nabire, un rinoceronte bianco del Nord che viveva nel Safari Park Dvůr Králové (Repubblica Ceca) dove è morta, nel 2015, all’età di 31 anni. Il giorno stesso della sua morte, gli scienziati hanno prelevato dei campioni di pelle e altri tessuti e li hanno crioconservati per un successivo utilizzo. Il Dr. Micha Drukker, scienziato che si occupa di cellule staminali, e il suo team dell’Helmholtz Zentrum München e del Leiden Academic Centre for Drug Research dell’Università di Leiden sono riusciti a produrre cellule iPSC da questi tessuti utilizzando il metodo della riprogrammazione con vettori episomali. A tale scopo il Dr. Drukker e il suo team hanno introdotto nel genoma delle cellule della pelle del rinoceronte delle molecole di DNA esogeno, i cosiddetti plasmidi. Questi plasmidi contengono dei geni che riprogrammano le cellule della pelle in cellule iPS. È la prima volta che la creazione di cellule iPS a partire da campioni ottenuti da un rinoceronte di questa età ha avuto successo. Questo migliora significativamente le possibilità di creare ovociti artificiali, da usare per la riproduzione assistita avanzata, a partire da cellule staminali dato che i rinoceronti bianchi del nord donatori di tessuto sono o erano soggetti di età piuttosto avanzata.
Nabiré presso il Safari Park Dvur Kralove. Foto di Khalil Baalbaki
Un secondo, ma non meno importante, progresso nel processo e nei protocolli di produzione di cellule staminali di rinoceronte si è avuto grazie alle intuizioni del team sui diversi stadi di differenziazione delle cellule staminali. Le cellule iPS, infatti, hanno diversi stati di differenziazione: possono essere allo stadio di pluripotenza di tipo naïve – lo “stato base” della pluripotenza – o primed. Si pensa che cellule in quest’ultimo stadio abbiano raggiunto una fase dello sviluppo embrionale leggermente più avanzata. Gli esperimenti su cellule staminali di topo mostrano che queste sono particolarmente efficienti a produrre cellule germinali quando passano dallo stato primed a quello naïve. Quando, però, gli scienziati hanno tentato per la prima volta di convertire le cellule di rinoceronte in uno stadio di tipo naïve le cellule sono morte. Il team ha quindi introdotto un gene nelle cellule di rinoceronte che impedisce la morte cellulare e con questo hanno avuto successo nella produzione di cellule iPS naïve.
La dott.ssa Vera Zywitza presso il MDC lab. Foto di Jan Zwilling
“Abbiamo caratterizzato le cellule in dettaglio anche analizzando i dati del trascrittoma”, spiega il primo autore Dr.ssa Vera Zywitza che fa parte del team guidato dal Dr. Sebastian Diecke della Technology Platform “Pluripotent Stem Cells”del MDC. “Il successo della conversione a uno stato di pluripotenza simile a quello naïve è un punto di partenza promettente per la generazione di cellule germinali”.
Lo scienziato Norman Krüger presso il MDC lab- Foto di Jan Zwilling
Tuttavia, la Dr.ssa Vera Zywitza e i suoi colleghi non possono ancora passare alla fase successiva.
“Le cellule iPS che abbiamo coltivato contengono ancora del materiale genetico esogeno rappresentato dai fattori di riprogrammazione e dal gene che impedisce la morte cellulare”, spiega la Dr.ssa Zywitza. “Questo significa che non possiamo usarle per creare cellule germinali, perché c’è il rischio che queste vengano alterate patologicamente”.
La dott.ssa Vera Zywitza presso il MDC lab. Foto di Jan Zwilling
Nel frattempo, il team di Diecke ha creato altre cellule iPS usando un virus a RNA per introdurre i fattori di riprogrammazione invece dei plasmidi. Queste nuove cellule iPS non contengono nulla di estraneo e, ora, gli scienziati stanno cercando di produrre da esse cellule germinali primordiali.
“Questo lavoro contribuisce significativamente alla comprensione della pluripotenza, ossia della capacità delle cellule staminali di differenziarsi in qualsiasi tipo di cellula del corpo”, dice la Dr.ssa Zywitza. “Questo segna un inizio promettente per la coltivazione di cellule germinali e, quindi, rappresenta una importante pietra miliare sulla via verso gli ovociti di rinoceronte generati artificialmente”.
Cellule staminali pluripotenti di rinoceronte bianco del nord. Il dott. Sebastian Diecke e la dott.ssa Vera Zywitza presso il MDC lab. Foto di Jan ZwillingCellule staminali pluripotenti di rinoceronte bianco del nord. Il dott. Sebastian Diecke e la dott.ssa Vera Zywitza presso il MDC lab. Foto di Jan Zwilling
Per il rinoceronte bianco del nord la riproduzione naturale non è più possibile dato che la popolazione rimanente è di soli due animali e sono entrambe femmine. Tuttavia, il consorzio BioRescue guidato dal Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research (Leibniz-IZW) sta sviluppando metodi che potrebbero rendere possibile la riproduzione nonostante queste circostanze avverse. Gli scienziati del team stanno prelevando ovociti (cellule uovo immature) dalle femmine, li fecondano in laboratorio con sperma scongelato da maschi ormai deceduti per creare degli embrioni, di cui 14 sono stati già crioconservati in azoto liquido. Usando una tecnologia ed un metodo completamente nuovi per i rinoceronti, attualmente in fase di ottimizzazione da parte del team di BioRescue, gli embrioni possono essere impiantati in femmine di rinoceronte bianco del sud che fungono da madri surrogate per dare alla luce la tanto desiderata prole dei rinoceronti più rari del mondo, quelli del nord.
“Ogni passo di questa missione è un territorio scientifico inesplorato. La disponibilità di un numero limitato di ovociti e la bassa variabilità genetica della popolazione rappresentata sono aspetti particolarmente impegnativi da risolvere”, dice il leader del progetto BioRescue, il Prof Thomas Hildebrandt, capo del Dipartimento di Gestione della Riproduzione al Leibniz-IZW. Gli ovociti possono essere prelevati e fecondati con successo solo da un individuo, ed è per questo che si stanno cercando strategie per ottenere un maggior numero di ovociti da soggetti diversi non imparentati tra loro.
Colture di cellule staminali al microscopio presso il MDC lab, Foto di Jan Zwilling
Come parte del consorzio BioRescue, l’MDC e l’Università di Kyushu, insieme ad altri partner come l’Helmholtz Zentrum München, stanno sviluppando metodi per produrre gameti (uova e sperma) da cellule della pelle. Nel 2016, il Prof Katsuhiko Hayashi (Kyushu University) è riuscito a generare ovociti dalla pelle dei topi, fecondarli artificialmente ed impiantarli in femmine di topo e i topi nati con questo metodo erano sani e fertili. “Se riuscissimo a fare lo stesso per il rinoceronte bianco del nord, potremmo smettere il difficoltoso prelievo di cellule uova da animali vivi e produrre, comunque, embrioni e anche in un numero maggiore”, afferma il Dr. Hildebrandt. “Questa strategia aumenterebbe anche significativamente il numero di animali che potremmo usare per produrre gli embrioni”. Finora, questo è limitato alle due femmine viventi, utilizzabili come donatrici di ovociti e ai quattro maschi di cui è stato crioconservato lo sperma. Sono, però, disponibili colture cellulari non solo di questi sei individui, ma anche di altri sei rinoceronti bianchi settentrionali, come ad esempio quello di Nabire.
Cellule staminali di rinoceronte, foto di Sebastian Diecke MDC
Tutte le procedure del Consorzio BioRescue sono sottoposte a un’approfondita valutazione etica al fine di valutare sistematicamente l’equilibrio tra il benessere degli animali ed il valore conservazionistico delle procedure. Poiché questo è particolarmente importante quando si sviluppano nuove tecnologie innovative per la conservazione, fa parte del team di BioRescue anche un team di specialisti di etica della fauna selvatica guidato dalla Prof.ssa Barbara de Mori dell’Università di Padova. Questo team sta valutando anche la dimensione etica delle procedure legate alle cellule staminali all’interno del BioRescue e continuerà ad accompagnare da vicino ogni ulteriore passo di questa missione.
Fatu e Najin presso l’Ol Pejeta Conservancy. Foto di Jan Zwilling
Nei prossimi mesi e anni gli scienziati del BioRescue affronteranno la sfida di riprogrammare le cellule iPS in modo tale che da esse sia effettivamente possibile produrre ovociti e spermatozoi. Se questo riuscisse, la procedura successiva sarebbe la stessa dell’approccio effettuato finora dal BioRescue. Gli ovociti artificiali verrebbero maturati e fecondati in laboratorio tramite iniezione intracitoplasmatica di sperma (ICSI) per dare origine ad embrioni di rinoceronte bianco del nord. Questi embrioni sarebbero crioconservati in azoto liquido per poi essere scongelati e trasferiti in una madre surrogata della specie affine del rinoceronte bianco del Sud.
“L’approccio delle cellule staminali è un pezzo fondamentale del puzzle della nostra missione, ma non ci esime dal dover affrontare anche altri passi impegnativi come il trasferimento degli embrioni in una madre recipiente per dare inizio alla gravidanza”, conclude Hildebrandt.
Fatu e Najin presso l’Ol Pejeta Conservancy. Foto di Jan Zwilling
Il progetto BioRescue può essere sostenuto finanziariamente su www.biorescue.org.
Lo scienziato Norman Krüger presso il MDC lab- Foto di Jan Zwilling
Pubblicazione
Zywitza V, Rusha E, Shaposhnikov D, Ruiz‑Orera J, Telugu N, Rishko V, Hayashi M, Michel G, Wittler L, Stejskal J, Holtze S, Göritz F, Hermes R, Wang J, Izsvak Z, Colleoni S, Lazzari G, Galli C, Hildebrandt TB, Hayashi K, Diecke S & Drukker M (2022): Naïve-like pluripotency to pave the way for saving the northern white rhinoceros from extinction. Sci Rep 12, 3100 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-07059-w
Comunicato Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research (Leibniz-IZW), Max Delbrück Center for Molecular Medicine in the Helmholtz Association (MDC), Avantea, Safari Park Dvůr Králové, Università di Padova.
Testo e foto dall’Ufficio Stampa Università degli Studi di Padova.
