giovedì 29 aprile 2010

sinestesie

La sinestesia descrive una associazione tra due sensi, per cui al suono di una musica si possono percepire colori, o sapori, e viceversa. Sono fenomeni circoscritti a  poche persone dalla spiccata sensibilità, (1 su 1000), che sono latenti nel resto della popolazione, si potrebbero sviluppare diventandone consapevoli fin da piccoli, concentrandovi l'attenzione con l'esercizio (qui un post in un blog inglese ed uno molto artistico in tedesco).Ci sono siti web che offrono un test per la sinestesia, altri siti informano su chi ne ha sofferto o avuto aiuti (musicisti come Michael Torke, Skriabin, Rimsky Korsakov, e scrittori come Nabokov).
Libro divulgativo, anche su amazon: The frog that croaked blue
Già la pratica di abbinare numeri o nomi da ricordare a colori è diffusa, basata sulla facilità con cui i sensi aiutano a richiamare le cose memorizzate per associazione (oppure descrivendo un percorso nello spazio, nelle camere del proprio appartamento, ecc...).
La forma più comune di sinestesia è quella grafema-colore, dato che i rispettivi centri cerebrali sono molto vicini.
Nelle aree 1, 2, e 3 della corteccia parietale che confina con lobo temporale, è possibile riscontrare una rappresentazione somatotopica di tutte le diverse parti del corpo umano, che prende il nome di homunculus sensitivo:  questa è una mappa dei territori corticali che vengono eccitati dagli stimoli provenienti da una data zona cutanea.
Le aree corticali deputate alla ricezione degli stimoli provenienti da viso, lingua,  labbra e  mano (polpastrelli, mentre il pollice è più rappresentato per l'area motoria) sono naturalmente molto grandi, mentre quelle assegnate al tronco ed alle gambe appaiono molto più piccole della reale estensione corporea di questi territori:  il corpo visto in proiezione appare sporporzionato.

L'area visiva primaria (in blu) occupa la posizione dell'area 17 nella classificazione di Brodmann, sul lobo occipitale, e rappresenta l'area corticale alla quale giungono le afferenze provenienti dalla retina.
L'area acustica (o uditiva) primaria (in viola) è posta sulla faccia laterale del lobo temporale e corrisponde all'area 41 di Brodmann. Ad essa giungono la maggior parte delle afferenze della via acustica centrale. In direzione laterale essa continua con l'area acustica (o uditiva) secondaria (area 42).
L'area gustativa (in giallo), identificata nell'area 43 del lobo dell'insula, è considerata uno dei centri a cui afferiscono gli stimoli della sensibilità gustativa. Essa peraltro non è il centro principale, poiché è stato dimostrato come la maggior parte degli stimoli di natura gustativa giungano all'area somestesica primaria.

Tutto questo descrive la ricezione dei segnali sensoriali e della loro elaborazione.
Ma come avviene la percezione dei sapori?
Attraverso cellule specializzate nelle papille gustative, che producono dimeri di 2 tipi di recettore, T1R e T2R, che sono proteine di membrana dette GPCR, tradotto in Recettori abbinati a proteine G. La presenza della GTPasi assicura la trasduzione del segnale in forma di attivazione di  canali ionici (PKD1L3 o PKD2L1) che muovono il calcio o il sodio, e di una fosfolipasi (PLC-beta2) che produce un lipide di segnale.
I 5 gusti percepiti sono: salato, dolce, amaro, acido e saporito (umami, sapore dato da amminoacidi come il glutammato di sodio e da nucleotidi monofosfato come inosina o guanina).
Per il sapore amaro ho già descritto un polimorfismo genico ben distribuito nella popolazione ed un test per differenziare i portatori dei due alleli.
Il primo che ha descritto le basi molecolari della percezione dei sapori è stato Charles Zucker, allora professore alla UC-San Diego, ed ora a capo della Senomyx.
Ogni papilla gustativa contiene diferrenti tipi di cellule che sono i sensori per i 5 sapori. Analizzando i geni espressi, Zucker isolò due geni  ignoti, e li chiamò T1R1 e T1R2. Scoprì  che non funzionavano separatamente, ma che si associavano ad un ulteriore recettore che chiamò T1R3. Il sapore dolce viene percepito dal dimero T1R2/T1R3. Il sapore umami d T1R1/T1R3. 
Queste scoperte sono avvenute anche grazie a studi su animali, in particolare su topi che non percepivano il sapore dolce perchè T1R3 era mutato (comparando la sequenza con quella presente nei topi che si nutrivano di zucchero). Nei felini, che non percepiscono il sapore dolce, si è creata una mutazione che risale ai tempi della divergenza di specie.
Zero Coke o Diet Coke
La Senomyx si occupa di modulatori del gusto, ossia sostanze da addizionare in minima quantità negli alimenti, additivi che aumentano la percezione del dolce o del salato, o  annullano il sapore amaro.
Questo grazie a tests in vitro sui recettori, hanno studiato 500000 prodotti chimici sia naturali che di sintesi, che non hanno un sapore da soli che che possono cambiare la percezione di altre sostanze.
Di questi studi si sono già avvalse aziende come la Coca-Cola (commercializzazione di Zero Coke con basso contenuti di zuccheri naturali, al posto della Diet Coke addizionata di dolcificanti chimici), la Nestlè (esaltatori di sapore nei chips di patatine), e altre se ne avvarranno nei prossimi mesi (Givaudan).
Una conseguenza positiva è l'assunzione di meno calorie e meno sale. Questo da solo non basta, è però necessario un controllo sulla quantità di cibo introdotto (senso della sazietà, senso dell'appagamento).
Magari approfittando della sinestesia, potremmo ascoltare musica a tavola, oppure guardare quadri, o rievocare insieme memorie. Il gusto non solo come sensazione a sè stante, ma come integrazione tra corpo fisico e mente, esperienza, socializzazione. Insomma, meno solipsisti, monadi isolate, e più condivisione.

mercoledì 28 aprile 2010

eterocefalo glabro

Talpa senza pelo
Questo roditore diffuso nell'area geografica Somalia, Kenia ed Etiopia ha due interessanti proprietà.
Si tratta di un animale sociale, con funzioni precise (soldati, operai, reali) che vive in colonie di 200-300 individui, con una femmina fertile e 2-3 maschi fecondanti.
La seconda proprietà è che resiste allo sviluppo di tumori.
Hypersensitivity to contact inhibition provides a clue to cancer resistance of naked mole-rat
Articolo uscito su PNAS, del gruppo di Vera Gorbunova alla Rochester University, spiega questa proprietà con la capacità delle cellule di stabilire una inibizione da contatto, che impedisce, nelle cellule in coltura, di sovrapporsi e di muoversi, ma determina un blocco della proliferazione. Proprio questa proprietà viene meno nelle cellule tumorali.
 La talpa senza pelo riesce a vivere fino a 28 anni, ed in buona salute...

 Il secondo articolo riguarda malattie del sistema nervoso quali l'autismo e la schizofrenia.
 Premio Cozzarelli 2006, questo articolo mostra per la prima volta la correlazione tra un oncogene, che quando è attivato è coinvolto nella formazione di tumori solidi, e la sua assenza o diminuzione in malattie come l'autismo.

A genetic variant that disrupts MET transcription is associated with autism, 
si tratta di una collaborazione tra la Vanderbilt University e l'Università di Napoli, il Campo Biomedico di Roma, la Fondazione Santa Lucia, e l'IRCCS di Troina, Enna. 

Questo articolo ha fatto da apripista per i nuovi lavori su MET ed il suo coinvolgimento in altre malattie degenerative della neurocognizione.

Association of Genetic Variation in the MET Proto-Oncogene With Schizophrenia and General Cognitive Ability
Candidate Gene Studies in the GWAS Era: The MET Proto-Oncogene, Neurocognition, and Schizophrenia
 

deficienza di vitamina B1 negli uccelli selvatici

Il premio Cozzarelli è stato creato nel 2005 in onore del deceduto Editore in capo (Nicholas Cozzarelli) del prestigioso giornale PNAS (Proceedings of National Academy of Science USA). Ogni anno si premiano 5 lavori scientifici di differenti aree, dalla biologia all'ecologia alle scienze fisiche.
In questo post sono descritti 2 dei lavori premiati nel 2009.

Moria di uccelli nel mar Baltico rotto il ciclo della vitamina B1, di Lennart Balk e colleghi:Wild birds of declining European species are dying from a thiamine deficiency syndrome
Gli uccelli non riescono a volare e non riescon oad aprire il becco...
Gli autori hanno studiato il gabbiano e altri uccelli che vivono vicino ad aree del nord, tra Islanda e Svezia, che non riuscivano a volare o mostravano tremori muscolari.
Il gabbiano reale, herring gull (Larus argentatus), lo storno, common starling (Sturnus vulgaris), l'edredone, common eider (Somateria mollissima), l' oca, Canada goose (Branta canadensis), altri gabbiani come common black-headed gull (Chroicocephalus ridibundus), mew gull (Larus canus), great black-backed gull (Larus marinus), cornacchia grigia, hooded crow (Corvus cornix), ballerina bianca, white wagtail (Motacilla alba), balia nera, pied flycatcher (Ficedula hypoleuca) fringuello, chaffinch (Fringilla coelebs), rondine, barn swallow (Hirundo rustica), verdone, greenfinch (Carduelis chloris), zigolo giallo, yellowhammer (Emberiza citrinella).
In seguito ad iniezione muscolare di tiamina (la vitamina B1 la cui deficienza negli uomini provoca il beri-beri e problemi neurologici) gli uccelli riprendevano il controllo delle ali e dei muscoli.


La natura della disfunzione viene attribuita ad una sindrome di malassorbimento, per cui l'apparato digerente infiammato non assorbe la vitamina ed va spesso sotto attacco del botulino (è presente anche una immunodeficienza). E' probabile che composti chimici a base di azoto e/o di zolfo danneggino le proteine delle cellule intestinali.
In un reportage diverso, ma per certe sensazioni assimilabile, i media hanno descritto un'anomalia negli ibis con la cresta, in fase di cova hanno eliminato 2 uova su tre spostandole fuori dal nido...

Il secondo lavoro che mi interessa è di Woodward e colleghi,

Identification of a urate transporter, ABCG2, with a common functional polymorphism causing gout.

La gotta è una malattia collegata all'alimentazione ricca in proteine propria dei ceti benestanti. Questo lavoro mostra come ci sia una componente ereditaria a cui attribuiscono il 10% dei casi, che presenta un trasportatore mutato dell'acido urico.
l'analisi del sangue può in prima istanza portare ad una diagnosi di gotta.... però è meglio ripeterla dopo qualche giorno, può trattarsi solo di un accumulo temporaneo dovuto alla alimentazione. Non bisogna mangiare troppo spesso pollo contenente la pelle, per l'eccesso di amminoacidi poveri...

lunedì 19 aprile 2010

gita scolastica

L'Istituto scientifico sperimentale di una località in provincia in Lecce aveva organizzato la gita scolastica a Parigi.
Per non gravare sui costi, avevano scelto di spostarsi con 2 autobus, facendo due soste intermedie (Aosta, all'andata, ad Acqui Terme (Al) al ritorno, per un totale di 3 notti a Parigi, con spostamenti per i musei garantiti.
L'insegnante di matematica autorevole, con carisma e fascino maschile, e mia cognata in qualità di docente  di  altra classe ( età media 17-18 anni). Partenza: ore 4 a.m. del sabato (precedente), ritorno ore 3,30 del sabato appena passato.
Risultati ottenuti (i più eclatanti):
multa di 370 euro per fumo in camera non permesso...
rimprovero per allestimento panini da consumare dopo la colazione....
mancate visite musei per data non riservata alle scolaresche...
Una gemma perlomeno è stato l'incontro con Renato Giuliani, di cui parlo nei post precedenti


Il precedente spettacolo, l'Odissea, qui il volantino di uno dei tanti teatri della periferia parigina...


L'allestimento della Tempesta più memorabile è stato quello nei giardini di una villa a Veronetta realizzato dal padre di Irina, Peter Brook. Sabbia come palco, uso di bastoni, acrobatica, e bravi attori, di colore.
Questa nuova piece è stata replicata nella capitale e nelle principali città, e la recensione in lingua ne descrive alcuni punti di forza.
”… questi nostri attori erano tutti spiriti e si sono dissolti nell’aria, nell’aria sottile…
Come la scena priva di sostanza era svanita, tutto svanirà senza lasciar traccia.
Noi siamo fatti della stessa materia di cui sono fatti i sogni e la nostra breve vita è circondata da sonno”


La Tempesta, rappresentata per la prima volta nel 1611, è considerata l’ultima opera interamente attribuibile a Shakespeare. Poiché  morì nel 1616,esso rappresenta una sorta di suo testamento umano e artistico. Il personaggio di Prospero è considerato l’alter-ego di Shakespeare e ad esso viene affidato il suo estremo saluto e il congedo dal teatro “Ora i miei incantesimi / si sono tutti spenti / la forza che possiedo è solo mia, ed è poca / ora sta a voi…).

LA TRAMA: FAVOLA E SOGNO
Il tema dell’opera gira intorno al potere e alla cupidigia che esso genera. E’la storia di Prospero, duca di Milano,defraudato dal fratello e da esso confinato su un’isola deserta insieme alla figlia Miranda. Al servizio di Prospero troviamo Ariel,spirito dell’aria e Calibano,una strana forma di essere, mezzo uomo e mezzo pesce.
Prospero è uomo di scienza e di magia e, proprio grazie a queste doti, ha il potere di scatenare una tempesta allo scopo di far naufragare la nave che trasporta i suoi nemici e che casualmente transita in prossimità dell’isola. Dopo il naufragio l’azione di Prospero sulle sue malcapitate vittime sarà spietata. Prospero è il burattinaio; tutti gli altri vivono,parlano e decidono pilotati dai fili del grande mago. Oppressi e oppressori, padroni e schiavi, regnanti e vassalli che cercano il proprio riscatto non già percorrendo vie morali, ma anch’essi nutriti dal germe della cupidigia, del potere. Prospero non si sottrae alle schermaglie della stessa lotta e alla tentazione di mostrare le potenzialità distruttive della sua sete di vendetta, del suo bisogno di potere. L’obiettivo è riconquistare il suo ducato defraudato con l’inganno dal fratello: questo è sacrosanto, le vittime delle sue torture meritano la punizione, ma sempre di soprusi e torture si tratta.Il suo animo sconvolto dalla sete di vendetta si placherà solo a obiettivo raggiunto e, sorprendentemente, volgerà verso una rinnovata calma e verso il perdono.
Le azioni del grande mago si concluderanno, perciò, in un finale da favola, perché “… a nessuno è stato torto un solo capello” e quindi le torture e i soprusi sono stati solo un sogno perché”…siamo fatti della stessa sostanza dei sogni…” Favola e sogno,dunque,territori nei quali non c’è spazio per colori definiti e personaggi psicologicamente strutturati.

martedì 13 aprile 2010

Laboratorio di Microbiologia

Uno degli autori che riescono ad avvicinarci alla magia ed alla bellezza della matematica è Carlo Sintini. Da un vecchio libro (Matemagica e giochi matematici, edizioni Oscar Mondadori 1982) riprendo questo quiz come preambolo alla descrizione delle tecniche di  laboratorio di microbiologia che sono universalmente usate.
Questo post intende partecipare al Carnevale della Matematica di Aprile, coordinato questo mese dal blog di Gravità Zero.
Il quiz in questione è: La colonia di batteri
Dentro una provetta c'è una coltura di batteri. Sapendo che essi aumentano del 10% ogni minuto, e che inizialmente erano mille, cercate di stabilire se dopo tre ore essi sono divenuti:
1) meno di un milione;
2) fra un milione ed un miliardo;
3) più di un miliardo.
spiegando anche il perchè.

Prendo spunto da questo gioco perchè inoculare un terreno di coltura con un campione biologico è quanto mai comune, il pane quotidiano della ricerca. E' la linea di demarcazione del mondo microbiologico, che divide i batteri coltivabili da quelli che non riusciamo a coltivare (vuoi perchè hanno requisiti di nutrienti che non conosciamo, vuoi perchè sono stimolati a sopravvivere dall'ambiente in cui vivono, tra cui migliaia di altre specie batteriche e i loro prodotti, proteine, metaboliti, e fattori di crescita).
Se la specie batterica è in grado di crescere, la domanda successiva è:
in presenza di ossigeno / in anaerobiosi / in entrambi gli ambienti
La terza proprietà che si può constatare, utilizzando un termostato o empiricamente ponendo la provetta in ambienti a diverse temperature, è quella della termofilia. Batteri che crescono anche a basse temperature sono detti psicrofili, i batteri che crescono a temperatura ambiente sono i più comuni, e quelli che crescono sopra i 37 gradi sono detti termofili.
Stafilococco equus, S. xilosus, sono usati come starter nella salsiccia stagionata  posta a maturare in ambiente cantina, a 15 gradi; anche gli starters dei formaggi, che maturano in ambiente cantina, come gli Enterococchi, il Lattobacillus casei  ed il rhamnosus (omofermentanti), L. fermentum, L. kefiri, L. brevis (eterofermentanti, producono bolle di gas).
Gli starters temofili sono sfruttati nella produzioni di yogurth, del parmigiano, e di  formaggi a pasta filata (mozzarella), a pasta cotta o semicotta (caciocavallo).
Nella microbiologia alimentare, questi starters commerciali e/o naturali sono straordinari. Resistono a temperature a cui gli enterobatteri (E. coli, salmonelle) soccombono; infatti il latte viene  termizzato a 72-75 gradi centigradi per alcuni minuti in caldaia per bloccare i batteri indesiderati (o trattato in centrale per pochi secondi per dare il latte in commercio, comune o ultrafiltrato) eppure i lattobacilli sono ancora vivi, magari stressati ma in grado di svolgere il loro ruolo alimentare e la popolazione si sviluppa in pochi giorni per procedere alla maturazione del formaggio tramite le proteasi e lipasi, e successivamente con l'autolisi dei batteri stessi.
Sui batteri termofili, un mondo a parte è quello dei batteri che vivono in ambienti estremi: ad elevate temperature (Pyrococcus furiosus, Sulfolobus solfataricus), il filum Thermus che contiene molti Deinococchi, tra cui quelli che sopravvivono alle radiazioni (Deinococcus radiodurans). Questi batteri producono proteine strutturate a operare ad elevate temperature. Una di queste, l'enzima Taq di Thermus aquaticus,  copia ed amplifica filamenti di DNA nella PCR, Reazione a catena della polimerasi, che permette le analisi genetiche anche in presenza di minimi campioni di saliva.

Tornando alla domanda del gioco, supponiamo di essere in presenza di  un batterio coliforme, come ne vengono usati in biologia molecolare per produrre plasmidi ricombinanti, ossia un E. coli che abbia alcune modificazioni che ne permettono la sopravvivenza  su terreni di selezione. La metodica prevede la trasformazione delle cellule (modificando la permeabilità delle membrane, il plasmide entra in un piccolo numero di cellule) e una precoltura in tubo per una notte. Al mattino successivo, nel tubo si forma un pellet visibile, segno che le cellule sono cresciute. I batteri vengono trasferiti su piastra di selezione, contenente X-gal, un precursore che viene trasformato in colore blu solo dai batteri con il plasmide.
Sulla piastra, preleviamo ogni singola colonia blu e la trasferiamo in coltura. Queste cellule sono lisate ed il DNA plasmidico analizzato per verificare che contenga la trasformazione genica che si vuole studiare.
Una volta verificata l'identita delle cellule (le colonie che contengono il materiale genetico che si vuole amplificare) la colonia viene moltiplicata in coltura in beute da litro.
A questo scopo occorre avere a disposizione un incubatore /agitatore, oppure una stufa termostatata in cui viene alloggiato un agitatore rotante, il quale, tacendo ruotare la beuta fortemente, permette l'aerazione del terreno  facilitando la moltiplicazione delle cellule.
Si calcola empiricamente che dopo 5-6 ore le cellule abbiano raggiunto la densità desiderata. Per verificare che siano cresciute, si effettua una lettura della densità allo spettrofotometro, posizionando il monocromatore alla lunghezza di 600 nanometri (vedi post precedente). Quando la densità ottica supera 0.4-0.6 in assorbanza, si ferma la crescita e si centrifugano le cellule, che si lisano subito o si conservano congelate per procedere in un altro momento nel recupero del plasmide contenente il gene di interesse.
La microbiologia alimentare presenta requisiti molto differenti da questo metodo qui presentato. A parte i lieviti, molti batteri alimentari sono anaerobi, si moltiplicano in terreni con esigenze nutritive particolari (tween-80 o acido oleico, amminoacidi, sali a diverse percentuali), sopravvivono in terreno liquido ma non vivono a lungo su piastra, nonostante l'assenza di ossigeno e la temperatura di elezione). Pertanto, è necessario allestire  stocks di colture batteriche congelati a - 80 gradi in presenza di glicerolo, che preserva dalla rottura delle strutture e dal congelamento.
D'altra parte, queste tecniche sono giunte fino a noi dai tempi antichi, come la produzione di latte acido, burro, formaggio, e del kefir, e non richiedono che elementari attenzioni, come evitare la contaminazione dell'inoculo che viene trasferito da produzione a produzione.


Risposta al gioco: 3. Dato n il numero iniziale, ed n alla 180 il numero finale,
n alla 180 =11/10 n alla 179 .....=(11/10) elevato a 180 = 28 milioni e rotti di enne, ossia 28 miliardi.

giovedì 1 aprile 2010

Buona Pasqua!

La primavera è ad un buon stato di avanzamento. Da qualche giorno le temperature sono miti e si può girare in maglietta.

Siamo nella settimana di Pasqua, così l'argomento del post è Tradizioni pasquali nel Salento
A parte le processioni del Venerdì Santo (Cerfignano, Taranto, Gallipoli) e la domenica con le chiese aperte (Gallipoli, visite guidate) sono molto sentite le tradizioni culinarie.
nel Salento per le feste pasquali  si preparano le puddhiche e i panarieddhi, sono forme di pane lavorato a rotolo e disposto intorno ad un uovo al centro, pane normale o all'olio o semidolce, (panariello perchè ha la forma di un cestino)  al centro c'è l' uovo, lesso, e infornato e cotto su pietra
sulla tavola di Pasqua si porta l'agnello di pasta di mandorle,
un primo di  ravioli  col brodo di lesso
 e fave fresche con formaggio pecorino, o cacioricotta, o ricotta marsotica (cruda o fatta a polpette)
la scorsa settimana ci sono state le tavolate di S. Giuseppe, i piatti apparecchiati per i pellegrini con "ciceri e tria",  pasta tipo maltagliati, una parte lessa ed una parte fritta, condita con ceci


 
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