domenica 24 maggio 2015

bellezze e tesori del Salento

alcuni siti riportano immagini di affreschi da cripte e chiese risalenti al mille e secoli seguenti
a Sanarica, come dice il nome del paese, si sana, ed era tappa delle tarantate prima di arrivare alla chiesetta di San Pietro e Paolo  a Galatina il 28 giugno

una serie di chiese rupestri affrescate


cripta del crocifisso vicino a Ugento


madonna della grotta, Ortelle
madonna della consolazione, Botrugno
San Nicola, Mottola

mercoledì 8 aprile 2015

Iniziative su Lecce per il Fascination of plant day

Evoluzione delle iniziative in corso a Lecce per la giornata del 18 maggio, Fascination of plant day, e nei giorni immediatamente contigui
nel
frattempo, si vuole promuovere le attività del progetto SaVeGraINPuglia, in collaborazione con l'Orto Botanico, che consiste in una collezione di varietà locali, dal pisello nano di Zollino a quello giallo dell'Arneo,
ai ceci locali, ai cereali da granella e foraggio, allestiti in bacheche da esporre al Museo dell'Ambiente
Alcune presentazioni, della durata di 30 minuti,  saranno tenute da colleghi del CNR-ISPA nelle giornata dall'11 al 18 maggio ("Risorse genetiche e miglioramento della qualità del frumento duro", e "Riconoscimento di elicitori batterici e fungini da parte di recettori e risposta locale e sistemica che porta ad immunità contro i patogeni"
Nel frattempo, riprendo il racconto dello studio dei movimenti degli organelli nella cellula vegetale, e delle interazioni tra mitocondri, cloroplasti e perossisomi, con questo bel lavoro del gruppo del Dr. Mikio Nishismura, attualmente al Department of Cell Biology, National Institute for Basic Biology, Okazaki, che ospitò per due anni il Direttore del DiSTeBA, Dr. Gigi De Bellis.

Physical interaction between peroxisomes and chloroplasts elucidated by in situ laser analysis
Nature Plants 1, Article number: 15035 | doi:10.1038/nplants.2015.35
Kazusato Oikawa, Shigeru Matsunaga, Shoji Mano, Maki Kondo, Kenji Yamada, Makoto Hayashi, Takatoshi Kagawa, Akeo Kadota, Wataru Sakamoto, Shoichi Higashi, Masakatsu Watanabe, Toshiaki Mitsui, Akinori Shigemasa, Takanori Iino, Yoichiroh Hosokawa & Mikio Nishimura

video

Adhesion  between peroxisomes and chloroplasts using an amplified femtosecond laser
Spherical peroxisomes in dark- adapted leaf palisade mesophyll cells.
Time-lapse images were collected every 10 seconds following dark adaptation of leaves for 2 hours.
Most peroxisomes (green) show non-directinal and random motion around chloroplasts (magenta).
The images are stacked as twenty-five-speed.


a, Peroxisomes (green) and chloroplasts (magenta) in dark or light conditions. Scale bar: 10 µm.

b–d, Long-axis length (b), circularity (c) and contact area length (interaction length) (d) between peroxisomes and chloroplasts in the dark (D) or light (L).
e,f, Electron micrographic images. Arrows indicate peroxisomes. Right panels show enlarged images. P: peroxisome; C: chloroplast. Scale bars: 1 µm.

g,h, Time-lapse images in dark and light. Arrows and arrowheads in h represent mobile and immobile peroxisomes, respectively.

i, Percentage of mobile peroxisome, whose position change was observed in time-lapse images. Error bars in b–d, i: s.d., *P < 0.01, Student's t-test.

video
Movie 18. Manipulation of chloroplast in mesophyll cell of Arabidopsis by optical tweezers. A CW Nd3+: YAG laser (1064 nm, 100 mW) was focused on a chloroplast into a mesophyll cell of Arabidopsis through a 100× objective lens (NA 1.0). The chloroplast trapped by the optical pressure was fixed at the laser focal point, which is center of the image. Even when whole the cells was moved by controlling the microscope stage, the trapped chloroplast was not moved from the laser focal point.

Direct interactions between peroxisomes and chloroplasts under light, peroxisomes in green, chloroplasts in magenta


Photosynthetic regulation of the peroxisome-chloroplast interaction in cells treated with photosynthesis inhibitors.
white (b) and green sectors  (c) of var2 leaves. Arrowheads: immobile peroxisomes; circles: mobile peroxisomes. (d,e) Peroxisomes and chloroplasts in the photorespiratory mutants ped2 (d) and shmt1 (e). Magnified images are shown as insets. Scale bar: 10 μm

martedì 24 marzo 2015

il melograno


L’albero di melograno (Punica granatum) risale agli albori dell’umanità, già nella Bibbia all’albero sono attribuiti straordinari poteri benefici per la salute. E’ un simbolo sacro in Israele, di fertilità in Armenia, ed entra nello stemma di molte città della Turchia. La coltivazione èdocumentata in Egitto e Mesopotamia fino a diversi millenni fa, per il ritrovamento tra i reperti archeologici di residui di semi e bucce.

Il nome di Genere Punica deriva dal nome romano della regione geografica costiera della Tunisia, e della omonima popolazione; le piante furono così nominate perché a Roma giunsero i melograni da quella regione. Il nome "melograno" deriva dal Latino malum ("mela") e granatum ("con semi”), in Inglese “Pomegranate”, ed in tedesco “Granatapfel”. In spagnolo “granata”, come anche in francese “la grenade” significavano appunto melograno. La denominazione della città spagnola di Granata, che ha nello stemma un frutto di melograno, deriva dalla introduzione del frutto operata dalla dominazione moresca in Spagna.

Le varietà sono numerosissime, data anche la notevole variabilità della specie. Esistono varietà che danno un succo più dolce o più acido, di varietà con frutti bianchi, e con frutti  neri (“Anor e Sioh” a Taft, Iran).

Il frutto è ben conosciuto per il suo sapore delizioso e proprietà antiossidanti che  promuovono la salute. C’è un aumento del consumo del succo di melograno, le cui vendite sono aumentate di dieci volte in un anno (valori riferiti al  2006). Le applicazioni di succhi arricchiti in melograno, yogurt e altre bevande sono dirette ad una richiesta di alimenti ricchi in antiossidanti (Seeram et al .2008). 
Il potere antiossidante del succo di melograno supera tutti gli altri succhi, compreso il vino) e ad aumentare le difese immunitarie grazie alle proprietà immunomodulatorie ed antinfiammatorie del succo (Farinacci et al. 2008). Probabilmente anche i polifenoli negli scarti potrebbero avere simili applicazioni (Serrano et la. 2009). Oltre che per la produzione di succo fresco o congelato, il prodotto viene trasformato in concentrato acido, che viene utilizzato nelle cucine greca, persiana e libanese.
Le scorze dei frutti hanno anche proprietà aromatiche e vengono utilizzate per dare il gusto amarognolo a Vermouth e aperitivi.
La produzione di melograno ha una grande importanza economica nell’area Mediterranea, in particolare in  Turchia, Grecia, e nei paesi dell’Africa mediterranea. L’India è una delle nazioni nella produzione di melograno, con 500.000 tonnellate, con  una tale popolarità che anche lo stato dell’ Himachal Pradesh, i contadini stanno sostituendo i meli con i melograni. Grazie ad una crescente popolarità di questo frutto, gli USA sostengono con 12 milioni di dollari  un progetto per ricostituire la filiera del melograno in Afghanistan, note varietà pregiate di Kandahar.
Si stima che entro il 2025, l’area di produzione indiana di melograno raggiunga i 750000 ha, a partire dai 125000 ha utilizzati nel 2007. Di conseguenza la produzione  aumenterà  di 10 volte e l’export di 7 volte entro il 2025 (dati 2007).
La pianta ha una forte tendenza a produrre polloni radicali, il portamento ad albero isolato è favorito dalla asportazione dei getti accessori che si dipartono dalla base del fusto e dalle radici. La propagazione è facile, per talea o per polloni laterali. Il melograno è pianta resistente all'arido estivo ed alle temperature invernali tipiche del Mediterraneo; in tale condizioni è straordinariamente resistente ad ogni tipo di malattia. La sola condizione richiesta è la coltivazione in ambiente secco e ben drenato, con elevata insolazione; non esistono esigenze particolari di suolo, se non che ci sia spazio per le radici.

La pianta è quindi un’ottima candidata per la promozione dello sviluppo economico del Salento, che deve essere sostenuto mediante appropriate politiche di accompagnamento agli agricoltori e all’industria della trasformazione. E’ necessario che ci sia in loco un centro di raccolta e di produzione di succo di melagrana, che permetta il sostegno alla domanda di prodotto (per essere congelato, concentrato, e confezionato).
Nella produzione di succo di melograno, circa 3000 litri al giorno vengono processati in un impianto di grosse produzioni a partire da circa 10 tonnellate di frutti, lasciando  circa 4-5 tonnellate di  bucce  residue, e circa 450 kg  di semi secchi. Nel solo Regno Unito in un mese si sono venduti  circa 500.000 litri di succo in un mese nel  2005 (6 milioni di litri /anno corrispondenti a 20000 tonnellate di frutti).
L’introduzione della coltivazione di una pianta arborea su aree frazionate e terreni irregolari può ovviare alla tendenza a lasciare i terreni incolti, permettendo un notevole recupero della CO2 in eccesso (gas serra, prima causa del riscaldamento globale). La riforestazione è un metodo per rinforzare i pendii a rischio di frane, mentre il terrazzamento e la presenza di alberi conferisce maggiore solidità alle aree collinari.
Il succo di melograno oltre ad essere un succo da consumarsi fresco, pastorizzato, o previo congelamento (sono memorabili i succhi prodotti in casa dalle nonne, che mescolavano il succo di vari frutti  tardivi di fine stagione, melacotogna, fejoja e melograno) per poi offrirceli durante l’’inverno congelati in bottigliette a mò di razioni kappa e sorbetti deliziosi. Oppure la granatina da diluire col ghiaccio d'estate, succo concentrato a bagnomaria.
Il succo di melograno concentrato è un prodotto alimentare molto usato in medio oriente, si trova presso i negozi di prodotti libanesi, e si usa come condimento sulle insalate di prezzemolo e nei piatti esotici. E’ un prodotto ricco in acido citrico, che ne permette la lunga conservazione e stabilità. In alcuni studi applicativi, sono stati prodotti salumi che invece di conservanti chimici come il nitrato di sodio sono stati prodotti con l’aggiunta di succo concentrato di melograno acido, la varietà selvatica, a basso contenuto di zuccheri.
L’industria degli scarti del promette di ricavare materiale utile in campo nutraceutico e cosmetico. Già adesso la buccia e la polpa residua vengono studiate per un elevato contenuto di polifenoli e antiossidanti, fibre e nutrienti (sfruttabili in zootecnia).
Le bucce contengono 1000 volte più polifenoli rispetto alla polpa. Polifenoli ed altri antiossidanti sono presenti in quantità doppia nelle bucce rispetto alla polpa. Infatti, c’è una costante richiesta di antiossidanti di origine naturale perché sono accettati meglio dai consumatori.
Il contenuto totale di ellagitannini e altre fonti di acido ellagico nel succo di melagrana è circa 1,77 gr/L, con la punicalagina come principale componente. Le bucce contengono antocianina, che conferisce il colore rosso, e altri tannini. Nei semi è contenuto olio ricco in acido punicico (Seeram et al. 2005), di cui si sono proposte applicazioni in campo salutistico (Jurenka, 2008).
I tannini sono un gruppo di composti polifenolici di elevato peso molecolare, che hanno la proprietà di formare complessi con carboidrati e proteine. Si dividono in base alla struttura chimica ed anche alla solubilità e facilità di estrazione.

I “tannini idrolizzabili” sono esteri di uno zucchero e di acidi organici. Si chiamano così perché in seguito a trattamento con acido diluito si idrolizzano nei componenti (zucchero: glucosio, xilosio, saccarosio) e acido organico (acido gallico, acido poliidrossifenico, acido ellagico).
Le “tannini condensati” (proantocianidine) sono poli-idrossi-flavani polimerici. Il monomero  flavanolo,  può differire nell’idrossilazione dei gruppi fenolici e nella  stereochimica. I monomeri di flavanolo sono legati con legami carbonio-carbonio in posizione 4 - 6 o 4-8 da pochi oligomeri fino a 200 unità di flavonolo. I tannini condensati in presenza di acidi reagiscono in composti insolubili, antocianine dal colore rosso,  catechina, acido ellagico, e acido gallico. (Figura 1a, b, c, e d).

Studi sull’alimentazione sono stati fatti in campo umano per applicazioni di tipo dietetico, per indurre senso di sazietà, e come antiossidanti (Faria et al. 2008) mentre in campo animale si è osservato un possibile beneficio nei bovini  (Shabtay et al. 2008) in particolare durante l’allattamento.
Infine, I singoli principi attivi possono avere applicazioni nella cosmetica, visti i benefici osservati su cellule della pelle come  fibroblasti e keratinociti (Pacheco-Palencia e al. 2008), come nutraceutici in campo farmaceutico (supplementi e integratori), e come probiotici promuoventi la crescita di batteri probiotici nell’intestino Queiroz-Monici et al. 2005), ed infine come antiossidanti nell’industria dei lavorati carnei e degli insaccati.

Da Pianto antico, di Giosuè Carducci, a Canzone orientale, di Federico Garcia Lorca, l'ode alla melagrana riempie le pagine web e i siti di internet
  1. L'albero a cui tendevi
  2. la pargoletta mano,
  3. il verde melograno
  4. da' bei vermigli fior,.....
  5. sei ne la terra fredda,
  6. sei ne la terra negra ( e fanno dodici)...

Nella prosa, si trovano in Il tuo sorriso di Pablo Neruda

Amor mio, nell'ora
più oscura sgrana
il tuo sorriso, e se d'improvviso
vedi che il mio sangue macchia
le pietre della strada,

ho studiato la flora spontanea, ho percorso l'isola in auto, a piedi e in bicicletta fotografando le saline, le distese di ginepro modellate dal vento, i campi  con i fichi allevati come fossero un gigantesco fungo per proteggere gli animali dal sole, gli ulivi. Con una vecchia Land Rover ho cercato fichi, carrubi, olivi, mandorli in terreni che sarebbero stati edificati e dove le piante dovevano essere tolte. Li ho trapiantati in giardino e ora ne costituiscono l'ossatura principale. E' stata reimpiantata la vigna e grandi macchie di timo, rosmarino, lentisco, ginepro e olivastro formano un disegno astratto. C'è un grande orto con cespugli  di melograno

Bibliografia

1.      Seeram N.P., Aviram M., Zhang Y., Henning S.M., Feng L., Dreher M., Heber D. Comparison of antioxidant potency of commonly consumed polyphenol-rich beverages in the United States. J. Agric. Food Chem. 2008, 56:1415-1422.
2.      Farinacci M., Colitti M., Sgorlon S., Stefanon B. Immunomodulatory activity of plant residues on ovine neutrophils. Vet. Immunol. Immunopathol. 2008,  126:54-63.  
3. Serrano J., Puupponen-Pimi R., Dauer A., Aura A-M.,  Saura-Calixto F. Tannins: Current knowledge of food sources, intake, bioavailability and biological effects. Mol. Nutr. Food Res. 2009, 53, Suppl 2:S310-29.
4.      Seeram NP, Adams LS, Henning SM, Niu Y, Zhang Y, Nair MG, Heber D. In vitro antiproliferative, apoptotic and antioxidant activities of punicalagin, ellagic acid and a total pomegranate tannin extract are enhanced in combination with other polyphenols as found in pomegranate juice. J. Nutr. Biochem. 2005, 16:360-367
5.   Jurenka JS. Therapeutic applications of pomegranate (Punica granatum L.): a review. Altern. Med. Rev. 2008, 13:128-144.
6.      Hulya Orak H. Evaluation of antioxidant activity, colour and some nutritional characteristics of pomegranate (Punica granatum L.) juice and its sour concentrate processed by conventional evaporation. Int. J. Food Sci. Nutr. 2008,  24:1-11.
7.      Pacheco-Palencia LA, Noratto G, Hingorani L, Talcott ST, Mertens-Talcott SU. Protective effects of standardized pomegranate (Punica granatum L.) polyphenolic extract in ultraviolet-irradiated human skin fibroblasts. J. Agric. Food Chem. 2008, 56:8434-8441.
8. Ozgen M., Durgac C., Serce S., Kaya C. Chemical and antioxidant properties of pomegranate cultivars grown in the Mediterranean region of Turkey. Food Chemistry  2008, 111:703–706.
9. Miguel G., Dandlen S., Antunes D., Neves A., Martins D. The Effect of Two Methods of Pomegranate (Punica granatum L) Juice Extraction on Quality During Storage at 4 C. J.Biomed.  Biotechnol. 2004, 5:332-337.
10. Hajimahmoodi M, Oveisi MR, Sadeghi N, Jannat B, Hadjibabaie M, Farahani E, Akrami MR, Namdar R. Antioxidant properties of peel and pulp hydro extract in ten Persian pomegranate cultivars. Pak. J. Biol. Sci. 2008, 11:1600-1604.
11.  Shabtay A, Eitam H, Tadmor Y, Orlov A, Meir A, Weinberg P, Weinberg ZG, Chen Y, Brosh A, Izhaki I, Kerem Z. Nutritive and antioxidative potential of fresh and stored pomegranate industrial byproduct as a novel beef cattle feed. J. Agric. Food Chem. 2008,  56:10063-1070.
12. Seeram NP, Henning SM, Zhang Y, Suchard M, Li Z, Heber D. Pomegranate juice ellagitannin metabolites are present in human plasma and some persist in urine for up to 48 hours. J. Nutr. 2006, 136:2481-5.
13.  Queiroz-Monici K., Costa G., da Silva N., Reis S.,  de Oliveira A. Bifidogenic effect of dietary fiber and resistant starch from leguminous on the intestinal microbiota of rats. Nutrition, 2005,  21:602-608.
  1. Heber D., Seeram N.P., Wyatt H., Henning S.M., Zhang Y., Ogden L.G., Dreher M., Hill J.O. Safety and antioxidant activity of a pomegranate ellagitannin-enriched polyphenol dietary supplement in overweight individuals with increased waist size. J. Agric. Food Chem. 2007, 55:10050-10054.
  2. Faria A., Monteiro R., Azevedo I., Calhau C. Comment on safety and antioxidant activity of a pomegranate ellagitannin-enriched polyphenol dietary supplement in overweight individuals with increased waist size. J. Agric. Food Chem. 2008,  56:12143-12144.
  3.  Tilay A, Bule M, Kishenkumar J, Annapure U. Preparation of ferulic acid from agricultural wastes: its improved extraction and purification. J. Agric. Food Chem. 2008, 56:7644-7648. 

giovedì 19 marzo 2015

vedere a occhio nudo organismi unicellulari e batteri giganti

Il più grande batterio conosciuto, prima del 1999 era l' Epulopiscium fishelsoni ("Fishelson's guest at a fish's banquet") che ha una relazione simbiotica (vive nell'intestino) di un pesce dell'oceano pacifico e delle Hawaii, surgeonfish o Acanthurus nigrofuscus.
L'Epulopiscium raggiunge le dimensioni di 0.2-.8-mm.
Nel 1999 è stato osservato il più grande batterio conosciuto, che può raggiungere i  0.75 mm, ossia in certe condizioni si può vedere a occhio nudo, il Thiomargarita namibiensis.
Questa perla solforica della Namibia è un batterio chemio-trofo, ossia trae energia dal solfuro di idrogeno (ossidato a zolfo)  e usa nitrato come accettore di elettroni, contiene all'interno granuli di zolfo e accumula in vacuoli gli ioni nitrato. Come altri cocchi la sua divisione avviene lungo l'asse (longitudinale quando la forma non è sferica), formando catenelle.
Nel sito Wisigeek si parla di similitudini e differenze tra cellule prokariote (prive di nucleo) ed euokariote come di organismi unicellulari
 organismi unicellulari arrivano a essere visibili a occhio nudo, come  alghe unicellulari (eukaryote) e amebe.

Valonia ventricosa, alga verde
(da Wikipedia) unicellular organisms are of microscopic size and are thus classified as microorganisms. However, some unicellular protists and bacteria are macroscopic and visible to the naked eye. Examples include:

mercoledì 25 febbraio 2015

2015 Anno internazionale della luce

Un Almanacco della Scienza del CNR per un 2015 "luminoso"


Il Focus dell’Almanacco della Scienza on line da oggi, celebra il 2015 ‘Anno internazionale della luce’ con alcuni ricercatori del Cnr. Roberta Ramponi, direttore dell’Istituto di fotonica e nanotecnologie, sottolinea le finalità di questa celebrazione e gli eventi che per l’occasione stanno organizzando varie strutture dell’Ente; Salvatore Siano, dell’Istituto di fisica applicata ‘Nello Carrara’, parla dell’uso del laser per la conservazione delle opere d’arte; Ranieri Bizzarri e Gian Michele Ratto dell’Istituto Nanoscienze spiegano come le tecniche ottiche avanzate  stiano rivoluzionando le bioscienze con importanti ricadute in campo medico. Il Terahertz, un particolare tipo di frequenza, e le sue applicazioni sono illustrate da Paolo De Natale e Saverio Bartalini dell’Istituto nazionale di ottica; dello stesso Istituto è Leonida Gizzi, che spiega cosa sia la ‘luce estrema’ e i suoi utilizzi per ottenere energia pulita. Dell’uso di tecniche spettroscopiche per l’analisi ambientale parla infine Paolo Cristofanelli, dell’Istituto di scienze dell’atmosfera e del clima. 

La luce è un simbolo di speranza, di civiltà, di cultura e, per alcuni, anche di fede. Ma non solo, è una risorsa. Dalla fotosintesi, alla base della vita sulla Terra, alle connessioni internet sempre più veloci, che hanno rivoluzionato la comunicazione, la luce è determinante in molti aspetti della vita e dell’evoluzione dell’uomo. Per questo l’assemblea generale delle Nazioni Unite ha deciso di proclamare il 2015 'Anno internazionale della luce’, con lo scopo di evidenziarne l’importanza in tutti gli ambiti in cui viene impiegata. La cerimonia d’inaugurazione in Italia si è svolta il 26 gennaio, a Torino, dopo quella generale del 19 gennaio a Parigi. Varie le iniziative divulgative dell’Ente previste per l’Anno internazionale della luce. “L’Ifn e l’Ino parteciperanno alla diffusione di kit per laboratori aperti, organizzando attività a Milano e Como. Con l’Università di Brescia sarà allestito un evento sul tema 'Luce, salute e benessere’. Ma l’appuntamento più importante di quest’anno è l’Expo di Milano, nel cui ambito saranno organizzate conferenze sul tema luce e cibo in materia di monitoraggio della qualità degli alimenti e sicurezza dell’agroalimentare”
  • Il CNR comprende molti Istituti che operano nel settore e nelle tecnologie basate sulla luce, tra principale dipartimento di riferimento, quello di Scienze fisiche e tecnologie della materia, e quelli afferenti ai Dipartimenti di scienze chimiche e tecnologiche dei materiali e di Ingegneria-Itc e tecnologia per l’energia e trasporti. Nell’ambito della ricerca di base si segnala la fotonica a impulsi ultracorti, che negli ultimi anni ha portato al Cnr due progetti Erc Starging Grants: Udyni e Starlight. Ma all'interno dell'Ente trovano spazio anche ricerche di tipo applicativo, in particolare lo sviluppo di metodologie, dispositivi e sistemi per imaging avanzato, per la misura di tracce di gas inquinanti o tossici, per il fotovoltaico, per la sensoristica. “Per quanto concerne lo sviluppo di strumentazione ottica per applicazioni aereospaziali, molte delle apparecchiature sviluppate dal Cnr sono state utilizzate in alcune missioni spaziali fra cui Rosetta”, prosegue Ramponi. “Infine, presso il Cnr sono presenti facility di sviluppo e crescita di materiali per fotonica e di micro e nano fabbricazione di componenti ottici innovativi. Attenzione viene anche posta nello sviluppo e messa a punto di tecniche di fabbricazione avanzate basate su tecnologie laser. La presenza di tante e diverse eccellenze ha consentito di creare un'importante rete di collaborazioni nazionali e internazionali sia con aziende del settore, sia con i più importanti enti di ricerca e università. In ambito internazionale, il Cnr è coinvolto nella realizzazione della rete di infrastrutture Europee che va sotto il nome di 'Extreme Light Infrastructure’ (Eli)”.


  • il Terahertz. “Questa regione dello spettro, a metà tra l’infrarosso e le microonde, presenta grandi e importanti potenzialità”, afferma Paolo De Natale direttore dell’Ino-Cnr. “Può infatti interagire in maniera diversificata con un gran numero di sostanze, consentendo ad esempio di attraversare materiali come le plastiche. Il fatto inoltre che abbia un’energia non ionizzante, ossia inferiore a quella di altre radiazioni utilizzate per scopi investigativi come i raggi X, la rende compatibile anche con i tessuti biologici. Queste caratteristiche permettono di ottenere informazioni utili senza danneggiare i campioni analizzati”. L’interesse nei confronti della radiazione terahertz è crescente e rappresenta un tema centrale per la ricerca nell’ambito della fotonica. “È un argomento su cui si sta concentrando la ricerca di frontiera della fotonica, grazie alle tante applicazioni in settori con importanti ricadute”, afferma Saverio Bartalini, ricercatore Ino-Cnr. “Dal rilevamento di sostanze pericolose all’interno di luoghi sensibili per la sicurezza, come stazioni e aeroporti, alle analisi non distruttive in ambito industriale per il controllo qualità, dalle misure di tipo ambientale per il monitoraggio delle sostanze inquinanti presenti nell’atmosfera alla rilevazione di cellule cancerogene o altre patologie nel settore medico”. La ricerca sta già permettendo di ottenere risultati di altissima precisione. “Le tecniche Terahertz consentono oggi di distinguere molecole anche simili, con una precisione elevata, rivelandone quantità minime. Inoltre, è possibile ottenere immagini di oggetti, così come di tessuti biologici, sfruttando le capacità uniche che ha questo tipo di radiazione di attraversare certi materiali o di essere fortemente assorbito dall’acqua”, conclude De Natale. “I grandi progressi compiuti negli ultimi anni in questo settore di frontiera sono dovuti in buona parte ai progressi sulle sorgenti laser e sui rivelatori.....

  • È la 'luce estrema’, generata da sorgenti laser innovative e costituta da impulsi di luce della durata di poche decine di femtosecondi (1 femtosecondo è uguale a un milionesimo di miliardesimo di secondo) e con potenza superiore a centinaia di terawatt (1 terawatt è pari a 1.000 miliardi di watt), in grado cioè di fornire, per un istante, una potenza pari alla potenza elettrica totale impiegata sull'intero Pianeta. Tali impulsi di luce, focalizzati su una superficie più piccola della punta di uno spillo, riescono a imprimere velocità ultrarelativistiche agli elettroni della materia, riscaldandola in tempi estremamente brevi, prima che la pressione interna ne provochi l’espansione e il raffreddamento.  “I recenti sviluppi della ricerca sull’energia da fusione nucleare con i laser hanno permesso di ottenere un guadagno di energia mai raggiunto prima”, spiega Leonida Gizzi dell’Istituto nazionale di ottica (Ino) del Cnr di Pisa. “La strada da percorrere è ancora lunga, ma grazie alla luce estrema si mira ora a mettere a punto tecniche che consentano di aumentare significativamente l’energia finale prodotta, aprendo la strada allo sviluppo dei reattori a fusione laser: una delle future fonti di energia pulita e virtualmente illimitata. La possibilità della luce estrema di riscaldare la materia in 'profondità’ sta infatti stimolando importanti innovazioni per raggiungere la cosiddetta ignizione, oltre la quale il combustibile nucleare brucia ed emette l’energia in grado di alimentare un reattore”. L’Ino-Cnr ha promosso e sostenuto ampie collaborazioni internazionali per lo studio di questi processi fisici. “I risultati ottenuti finora hanno portato quindi alla realizzazione di un impianto presso l'Area della ricerca di Pisa, dove è operativo il Laboratorio di irraggiamento con laser intensi. La nuova struttura genererà luce laser estrema con potenze di 250 terawatt e consentirà di realizzare in laboratorio materia a temperatura e densità proprie delle stelle


  • La spettroscopia, che  'cattura’ e studia gli spettri, costituisce un potente strumento di analisi e permette di rilevare in tempi rapidi e con elevata sensibilità la presenza di specifiche sostanze. È con l’analisi della radiazione elettromagnetica proveniente dai corpi celesti più lontani, ad esempio, che abbiamo potuto conoscerne la composizione chimica. “Le tecniche spettroscopiche si utilizzano per le radiazioni elettromagnetiche a noi visibili ma anche per quelle che i nostri occhi non riescono a percepire, come l’infrarosso e l’ultravioletto, largamente usate nell’analisi ambientale per lo studio dei numerosi composti minoritari dell’atmosfera”, spiega Paolo Cristofanelli, dell’Istituto di scienze dell’atmosfera e del clima (Isac) del Cnr di Bologna. “Le molecole dei vari elementi chimici, infatti, assorbono radiazione luminosa in specifiche lunghezze d’onda che rappresentano le loro 'impronte digitali’”. Nell’ambito del progetto I-Amica (Infrastruttura di alta tecnologia per il monitoraggio integrato climatico-ambientale), l’Isac e l’Istituto dell’inquinamento atmosferico (Iia) del Cnr hanno attivato e potenziato nel Sud Italia quattro osservatori climatico-ambientali: a Lamezia Terme (Cz), a Monte Curcio (Cs), a Lecce (Le) e a Capo Granitola (Tp), in collaborazione con l’Istituto per l'ambiente marino costiero del Cnr. “Presso queste sedi sono stati allestiti alcuni dei sistemi più avanzati per il monitoraggio continuativo e simultaneo di gas a effetto serra (CO2-anidride carbonica, CH4-metano, H2O-vapor d’acqua) e del monossido di carbonio (CO), un composto inquinante e precursore dell’ozono”, prosegue il ricercatore. “I dispositivi impiegati fanno uso di una particolare tecnica spettroscopica, denominata 'cavity ring down spectroscopy’, che, studiando l’attenuazione di un segnale laser su un cammino ottico di 20 km creato attraverso l’uso di specchi ad altissima riflessione, permette di valutare in modo accurato e selettivo la concentrazione atmosferica di tali gas”. Le misure in corso permetteranno di identificare, definire e quantificare meglio il contributo che diversi processi di origine naturale o antropica possono avere nell’alterazione delle condizioni ambientali e climatiche del territorio. “I dati acquisiti dalla rete osservativa 'I-Amica’ sono un elemento chiave per comprendere meglio la distribuzione spazio-temporale di questi composti che andranno ad arricchire le informazioni raccolte dal programma 'Global Atmosphere Watch’ dell’Organizzazione meteorologica mondiale

martedì 24 febbraio 2015

Fascination of plants: Solanaceae

Tra le specie che appartengono alla famiglia delle Solanaceae, che contengono alcune tra le specie di grande rilevanza come alimento (pomodoro, patata, peperone, melanzana) e consumo (tabacco, caffè)

le varietà hanno forme e caratteristiche che le rendono uniche, importanti per la selezione di geni e isoforme, mediante incroci. Anche le specie selvatiche sono utili per l'introduzione di geni di resistenza a patogeni e malattie

la patata attuale è classificata come S. tuberosum tuberosum, e S. tuberosum andigenum

la sezione Petota possiede specie formanti tuberi e specie senza tubero

da queste specie selvatiche sono stati prodotti ibridi per introdurre geni di resistenza

parlando di peperoncino, la presenza di una ricchezza di varietà risulta nelle sua maggiore estensione

ogni varietà produce i sui composti chimici in una percentuale ben determinata

tra questi pigmenti alcuni sono determinanti per l'aroma

la capsaicina è un composto che attiva i recettori sensoriale del piccante, che si misura in unità Scoville

parlando di varietà  e di localizzazione della sintesi dei composti attivi, pirazina e capsaicina ....

uscendo dalla famiglia delle Solanaceae, il pepe produce composti che sono usati in cucina in modo simile

lunedì 23 febbraio 2015

medicina personalizzata e farmaci ad hoc

Negli anni 92-93, a Medicina, si iniziava a parlare dei tumori e dei meccanismi alla loro base. L'oncogéne, un gene cattivo e deregolato, era un concetto nuovo e pieno di aspettative. In modo opposto, un gene  assente per mancata espressione, si parlava di anti-oncogéne o soppressore di tumore. In particolare, la proteina p53 era chiamata Master of keys, e insieme ai guardiani del genoma (BRCA1 e proteine del riparo del DNA), venivano a ricopiare il dualismo di mastro di chiavi e guardiano di soglia del film dell'epoca, Blockbusters.
Alcuni di quei recettori contenenti tirosina kinasi (RTK), come il recettore per il fattore di crescita epidermico (EGFR), è coinvolto nei melanomi e nei tumori del sangue, il recettore per le proteine di segnale hereguline/herceptine, ERB2, ERB3 /NEU, sono iperattivati in tumori del seno, e spesso, in risposta a farmaci antitumorali, sviluppano nuove mutazioni che li rendono non inibibili.
Pertanto l'industria farmaceutica oggigiorno si trova in una posizione favorevole, con il duplice compito di trattare i pazienti di tumore con i farmaci e predire con kit diagnostici la comparsa di nuove mutazioni.
Uno dei settori più promettenti è quello degli anticorpi, immunoglobuline che legano e bloccano un bersaglio (in questo caso il recettore RTK nel suo sito più deteriore, il sito kinasico).
Nelle leucemie croniche linfoblastiche (CLL), si usa il rituximab, anti-CD20+ presente sulle cellule B (linfoma di Hodgkin), e i suoi derivati glicosilati come Gazyva (obimuzumab); l'Arzerra (ofatumumab) è sempre anti-CD20+, spesso in combinazione con chemioterapici, per colpire i tumori su più vie di segnale.
Una proteina kinasi spesso coinvolta nei tumori,  ABL, mutato nella leucemia mieloide cronica (CML) e in quella  linfoblastica acuta (ALL) è spesso fuso per trasposizione genica con Bcr, che rende la proteina chimerica iperattiva. Una mutazione di un singol oamminoacido, T315I, causa reesistenza al trattamento con un anticorpo ed è presente nel 20% dei casi di Bcr/ABL.
Tra gli inibitori chimici, che devono essere mirati al genotipo del paziente, ci sono l'IRESSA, che funziona solo su un sottogruppo di pazienti asiatici su Bcr/ABL con una mutazione specifica, e l'Erlotinib (Tarceva), adatto per un sottotipo di EGFR mutate nel tumore del polmone (Non small cell lung carcinoma).
EGFR (epidermal growth factor receptor)-inhibitor gefitinib
Il Gefitinib era una promessa non mentenuta fino in fondo, un magic bullet che però causa la comparsa di nuove mutazioni che rendono la tirosina kinasi insensibile. A questo può ovviare l'Afatinib.
BIBW2992 (Afatinib) is an ATP-competitive, small molecule irreversible inhibitor for EGFR/HER2, displaying inhibitory potency against EGFR(wt), EGFR(L858R), EGFR(L858R/T790M) and HER2, with IC50s of 0.5 nM, 0.4 nM, 10 nM and 14 nM, respectively; 100-fold more active against Gefitinib-resistant L858R-T790M EGFR mutant.

Ibutinib (Imbruvica) ha come bersaglio un sottotipo di tirosina kinasi, Bruton's TK,e si somministra in casi di linofma a cellule mantellate, nella leucemia linfoblastica cronica (CLL), e nel linfoma diffuso a cellule B  larghe (DLBCL), oltre che nella macroglobulinemia di Walderstorm, con una via di segnale iperattiva del fattore di trascrizione NF-kB.
Nel melanoma, si bersaglia la via di segnale delle kinasi ERK e MEK con Trametinib (Mekinist) che ha come bersaglio MEK 1/2.
Un nodo di smistamento di questa via kinasica è l'inositolo 3 fosfato kinasi: bloccando IP3K con IPI-145 (Infinity pharmaceuticals) si agisce sulel vie di attivazione di BCr, delle kiansi BTK, e di mTOR/AKT.
Nei tumori con la kinasi B-RAF iperattiva per la mutazione V600K, si usa il Dabrafenib (Tafinlar)
Antineoplastic agent; an inhibitor of b-Raf serine-threonine kinase with V600E mutation (BRAF V600E). Treatment of unresectable or metastatic melanoma with BRAF V600E mutation (designated an orphan drug by FDA for this use). FDA-approved in vitro diagnostic test (e.g., THxID BRAF kit) required to confirm the gene status.
Bloccanti del Fattore di Necrosi Tumorale TNF-alfa
Remicade (Infliximab) usato nella psoriasi e nelle malattie del colon (Crohn, coliti) è stato sconsigliato specie se in presenza di terapie con corticoidi e metotrexato. I pazienti possono sviluppare infezioni varie, altri linfomi, anche dopo fine trattamento.
Terapie a oligonucletidi antisenso  e RNA silencing
Due farmaci sono prinicpalmente in trials clinici e in osservazione
Imiomersen -Kyynamro, nel trattamento del colesterolo elevato e LDL, ritirato attualmente per controindicazioni,
e il Vitravene (Formivirsen) oftalmico, nel trattamento della retinite da citomegalovirus e neigli immunocompromessi
Non in fase clinica umana ma ancora testato sulle scimmie è l'antisenso che blocca miR-155 per la terapia del fegato (Santaris Pharma, acquisita dalla Roche).
RxGen and Santaris Pharma Use LNA-antimiR Technology to antagonize the liver-expressed microRNA-122 in Non-Human Primates
SPC3042, a RNA-based antisense. targting Survivin, an oncogenic antiapoptotic protein.

Antivirali
Terapia dell'HCV (genotipi 1, 2, 3, 4) , epatiti virali e carcinoma epatico di origine virale
E' importante conoscere il genotipo dell'HCV che infetta le proprie cellule perchè implica la risposta (maggiore o minore) e l'efficacia dei farmaci
Si usa la Ribavirina, un analogo nucleosidico che blocca la replicazione, e il sofosvbuvir, un analogo uridinico.
il Sovaldi (Gilead), si usa in terapie interferon-free
oppure in combinazione  con terapie a interferone si usano : 
l'Olysio (Medivir, Svezia) o Sineprevir, un inbitore di proteasi NS3/4A
 Incivek o Victrelis, previene la proliferazione virale
Ledipasvir 90 mg /Sofosbuvir 400 mg, combina un inibitore della proteina NS5A e l'inbitore della polimerasii NS5B
I nuovi farmaci sono efficaci anche con genotipi umani del gene IL28B con SNiPs CC, CT, TT, di cui le ultime due sono refrattarie all'eliminazione del virus HCV durante la terapia

used in combination with peginterferon alfa (Pegasys, PegIntron) and ribavirin (Copegus, Rebetol, Ribasphere, RibaTab), or with sofosbuvir (Sovaldi)to treat hepatitis C in adults
miravirsen, could potentially be part of a drug "cocktail" that manages the hepatitis C virus in much the same way as similar combinations have transformed HIV/AIDS from a death sentence into a chronic, manageable condition.

Su siti specifici è possibile ottenere informazioni sul meccanismo di azione e sugli effetti collaterali, su aggiornamenti e nuove disposizioni da parte dellla FDA d tutti i farmaci
http://www.drugs.com/ 
ad esempio: 
Ibrance (palbociclib), an oral inhibitor of cyclin-dependent kinases (CDKs) 4 and 6,  intended for postmenopausal women with estrogen receptor (ER)-positive, human epidermal growth factor receptor 2 (HER2)-negative metastatic breast cancer who have not yet received endocrine-based therapy

Lenvima (lenvatinib), an oral kinase inhibitor used to treat patients with progressive, differentiated thyroid cancer (DTC) 


  • Discovered in 1973 by Janet Rowley, the Philadelphia chromosome results from a reciprocal translocation: part of the long arm of chromosome 9 is fused to part of chromosome 22. The result is a fusion gene called BCR–ABL, which encodes an abnormal type of tyrosine kinase. Tyrosine kinases trigger cells to divide, but the BCR–ABL form stays active longer than it should, causing cells to proliferate out of control. Why not create a drug to stop this rogue kinase? Druker became convinced that a drug could be made to block the BCR–ABL kinase without blocking the others. He teamed up with Swiss pharmaceutical company Ciba-Geigy which was using computer modelling to develop new drugs. The company had found a chemical compound that appeared to block the BCR–ABL kinase almost completely, without seriously affecting other kinases. By the late 1990s, this compound — eventually named Gleevec (imatinib) — was tested in a clinical trial of 31 people with CML. In a cancer clinical trial, researchers are usually happy if the experimental treatment shrinks tumours in 20% of patients. In the 1999 trial of Gleevec, 100% of CML patients went into complete remission after taking Gleevec. Their cancers disappeared and their blood appeared normal. In a second study, 53 out of 54 people with CML had complete remissions after taking Gleevec. The US Food and Drug Administration approved Gleevec in 2001 as a treatment for both CML and a rare form of stomach cancer. Gleevec increased the five-year survival rate for patients with CML from 30% to nearly 90%. It was called a ‘magic bullet’ and was hailed as a miracle treatment. Even so, some patients found that their cancers came back. Why did that happen, and what could researchers do about it? Cancer cells continuously have mutations in their genes. Some of these mutations changed the shape of the BCR–ABL kinase, allowing it to avoid being targeted by Gleevec. Charles Sawyers of the Memorial Sloan-Kettering Cancer Center in New York was one of the researchers who discovered that these mutations were happening. He was part of a team that developed another drug, dasatanib (Sprycel), to block the new kinase. A third drug, nilotinib, is also available for people with CML who aren’t helped by Gleevec.
  • Solving an age-old problem. BARBARA DUNN. S2 | NATURE | VOL 483 | 1 MARCH 2012
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