Conclusione degli stages con gli studenti di liceo

Dopo la pausa primaverile, le attività extracurriculari degli studenti del quarto anno sono riprese a maggio, per finire a giugno a lezioni concluse, per un totale di 4 settimane, e 100 ore presso il laboratorio. Ecco una sintesi delle attività trattate.

Presentazioni powerpoint e attività finali

Memoria degli stress, epigenetica e modificazioni post-traduzionali

Il mantenimento di marcatori epigenetici (marcature su istoni), microRNA e DNA metilato si può trasmettere nella progenie e da un anno all’altro rende la pianta meno sensibile a nuovi stress

Anche RNA lunghi svolgono un ruolo importante nel controllo dell’eucromatina, formando strutture leganti complessi repressivi e enzimi modificanti. In particolare il controllo della vernalizzazione è regolato da questi complessi, che scompaiono in primavera permettendo l’aumento di FLC, Flowering Locus C, che viaggia verso l’estremità dei rami e attiva la produzione dei fiori.

Nei legumi, piante modello come l’erba medica e piante di importanza alimentare come il cece sono state studiate varietà sensibili e resistenti a stress salino e idrico. Nelle radici delle varietà resistenti si produce più acido jasmonico e in tempi rapidi. La qualità “attivazione precoce” nelle radici è misurabile ed è stata dimostrata sui geni responsabili con primers specifici e con amplificazione PCR (reazione polimerasica a catena). Abbiamo presentato i nostri risultati sull'importanza di una attivazione precoce della biosintesi di acido jasmonico, con alcune nuove pubblicazioni sul ruolo dell'ossido nitrico, catalizzatore di attività enzimatiche e di fattori di trascrizione importanti in questo pathway, e  dell'acido abscissico, attivatore di microRNAs, di enzimi modificanti gli istoni, e regolatore dello stato metilato del DNA, nella memoria degli stress.

Attività svolte nello stage:

Modulo 1.             Il suolo: composizione chimica, proprietà, cicli degli elementi, compostaggio, Interazione radice- suolo, Interazione pianta-batteri e funghi, ormoni, priming chimico e modulazione delle vie di segnale di ormoni: Acido Jasmonico, Acido Salicilico, Etilene, Auxina. Valutazione di prove sperimentali in campo per misurare effetto di diversi fertilizzanti organici. Valutazioni della quantità e resa di raccolti comparando l’applicazione di fertilizzante organico liquido, letame animale, biomasse vegetali rivoltate nel suolo, su diverse tipologie di raccolto: grano tenero, legumi, patate, mais, diversa richiesta di azoto, potassio e fosforo.

Modulo 2.             L’ambiente e le piante: introduzione al problema, Interazione pianta-ambiente, cambiamenti climatici, anidride carbonica, stress ambientali, radici di varietà resistenti e produzione di Acido Jasmonico in tempi rapidissimi attivano segnali di adattamento. Interazione con segnali dipendenti da Acido Abscissico. Caratteri favorevoli a resistenza a stress: apparato radicale lungo e sviluppato; precocità della fioritura.

Modulo 3.             adattamento e memoria degli stress, patrimonio genetico e differenze varietali, epigenetica e memoria degli stress, modificazioni post-traduzionali delle proteine, marcatura di istoni e accessibilità della cromatina, complessi di repressione dell’espressione genica, non-coding RNA nel controllo della vernalizzazione e della fioritura.

Modulo 4.             Specie vegetali selvatiche e coltivate. Adattamento varietale a differenti condizioni ambientali. Solanaceae: patata, pomodoro, peperone. Varietà di fenotipi nelle specie coltivate e differenze tra varietà selvatiche e coltivate. Solanum tuberosum: patate gialle, rosse, variabilità nella resistenza a malattie fungine (carestia irlandese e nuovi incroci); Solanum lycopersicum: pomodoro con varia forma e consistenza, San Marzano, Pachino, estivo e invernale; sensibilità a malattie virali. Capsicum annuum, C. baccatum, C. frutescens, C. cinense e C. pubescens: peperoncini e contenuto differente in capsaicina e pirazina, organi di sintesi, molecole coinvolte nella piccantezza e nella aromaticità. Il cacao: due varietà principali e un incrocio tra queste all’origine di tutta la produzione di cioccolato. Espressione di caratteri varietali: Vite: uva da tavola, da vino rosso e bianco, tannini, resistenza a funghi e patogeni: incrocio con vite americana. Petunia: variabilità dei colori nei fiori legata a fattori di trascrizione che attivano la sintesi dei pigmenti (antociani), effetto variegato, silenziamento genico e RNA interferenza.. Mais. Geni saltatori: variabilità del colore dei chicchi di mais e mobilità dei retrotrasposoni, elementi di DNA di origine virale.

Modulo 5.             I polisaccaridi, zuccheri complessi. Studio di idrolisi di amido di patata (Buccia e polpa, a diverso contenuto di amilopectine); Idrolisi acida con acido cloridrico al 5%; Idrolisi basica con idrossido di sodio al 5%. Quantificazione degli zuccheri liberi (kit enzimatico) e del precipitato insolubile (portato a secco, pesatura con bilancia). Applicazione di zuccheri solubili nei terreni di crescita di batteri, valutazione velocità di crescita.

Modulo 6.             Nutrizione: proteine come fonte di amminoacidi essenziali e non. Meccanismo di attività delle proteasi. Riconoscimento dei siti di taglio. Proteasi nella digestione animale. Proteasi nella produzione di cagliata, industria casearia. Proteasi e inibitori delle proteasi nella coagulazione del sangue. Inibitori di proteasi nei legumi e necessità di cottura per denaturarli. Proteasi i inibitori delle proteasi nel seme, e ruolo nella germinazione. Proteasi fungine e batteriche e difesa da parte delle piante con inibitori di proteasi e galatturonasi.

Modulo 7.             Chimica in cucina. Nutrizione e fattori anti-nutrizionali. Vitamine complessate. Niacina nella farina di mais. Preparazione della farina per idrolisi alcalina libera niacina nella tortilla messicana. Polenta e carenza di niacina (vit. PP, previene pellagra). Biotina e albume, effetto denaturante della cottura sui fattori anti-nutrizionali. Additivi chimici. Emulsionanti, lecitine e maionese. Ciclodestrine con cavità interna che stabilizza molecole tendenti ad ossidarsi (carotenoidi, tocoferoli), uso nelle bevande e nelle salse. Addensanti e gelificanti: gelatina, agar, carragenani, farina di carrube. Potere calorico di lipidi, proteine e zuccheri. Dose giornaliera raccomandata. Stabilizzanti e conservanti: nisina, acido sorbico, pH acido. Coloranti alimentari: antociani, flavonoidi.

Modulo 8.             Laboratorio di Elettromagnetismo: spettro elettromagnetico, onde radio, etichette per identificazione in RadioFrequenza (RFID), tracciabilità delle produzioni industriali, Metamateriali e indossabilità di sensori, Pace-Makers. Visite guidate. Orto Botanico, e riconoscimento di piante aromatiche e alberi da frutta locali. Museo dell’Ambiente: fossili di varie epoche preistoriche, dal Cretaceo, circa 60 milioni di anni fa, nella pietra dura, chianche; e nel carparo, pietra leccese più morbida e porosa, più recente. 

Esperimenti pratici in laboratorio

Misure sperimentali ed analisi dati. Siero di latte: piastramento su agar per conta batterica totale, e su terreni specifici per batteri lattici, preparati al momento. Dopo due giorni hanno contato le colonie, e comparato i risultati ottenuti da ognuno facendo la media delle conte batteriche (variabilità originata da possibili errori di prelievo dei volumi)

Attività pratiche

Biologia molecolare

Allestimento di reazione di Amplificazione del DNA. 

PCR, Reazione polimerasica a catena, Polymerase Chain Reaction) in tubi eppendorf da 0,2 ml in Termociclatore. Taq Polimerasi enzima termotollerante, lavora a 72° C. Diluizione di DNA a concentrazione nota, aggiunta di soluzione salina tampone, nucleotidi ATP, CTP, TTP; GTP, i primers, corte sequenze di DNA a singlo filamento specifiche per il gene d interesse, la Taq polimerasi, in un volume finale di 30 microlitri. Termociclatore e programma di impostazione delle temperature: allineamento dei primers (55° C); estensione del filamento 72° C; denaturazione del DNA 94° C. Preparazione del Gel di agarosio: Ogni studente ha caricato con pipettatore 10 microlitri di campione mischiato con soluzione di  maggiore densità (con glicerolo e colorante) in un pozzetto del gel. Corsa elettroforetica a corrente e voltaggio costante – migrazione dei campioni visualizzata dalla presenza del colorante. Visualizzazione del DNA sul gel al trans-illuminatore (UV), acquisizione dell’immagine.

Messa a punto di saggio di attività proteasica.

Ogni studente ha preparato la propria provetta e aggiunto volumi differenti di pepsina, substrato (1: azocaseina per la lettura allo spettrofotometro e 2: caseine per la corsa su gel di acrilammide) e una soluzione tampone a pH 2.

1. Determinazione della densità ottica della soluzione contenente proteasi (pepsina) ed azocaseina.

Letture allo Spettrofotometro: durante la digestione gruppo azo viene eliminato, la colorazione arancione diminuisce con una correlazione proporzionale all’attività della proteasi.

2. Caseine incubate con pepsina. Separazione delle proteine mediante elettroforesi su gel di acrilammide (SDS-PAGE); colorazione delle bande proteiche con Blue Coomassie, meno sensibile, e con nitrato di argento. Le caseine si sono colorate con nitrato di argento, con una stima di concentrazione pari a 5 nanogrammi. Il controllo di caseine colorato con Blue Comassie corrisponde a 50 nanogrammi

 Sperimentazioni  biochimiche

Studio di idrolisi di amido di patata 

Siamo partiti da buccia e polpa, a diverso contenuto di amilopectine. Idrolisi acida con acido cloridrico al 5%; Idrolisi basica con idrossido di sodio al 5%; Quantificazione degli zuccheri liberi (kit enzimatico) e del precipitato insolubile (bilancia). Applicazione degli zuccheri solubili in terreno di crescita di batteri, valutazione velocità di crescita

Estrazione di oli, composti lipidici carotenoidi e tocoferoli da tessuti vegetali (oliva, germe di grano, semi di zucca)  

Recupero della fase oleosa nel solvente più adatto (etanolo, metanolo, esano): purificazione per evaporazione del solvente mediante evaporatore rotante. 

Studio della stabilità nel tempo, valutazione della ossidazione di lipidi e carotene. Stabilizzazione mediante ciclodestrine (anelli circolari di polisaccaridi a 7 unità, con dimensione della cavità adatta a lipidi di piccola e media dimensione). Utilizzo industriale delle ciclodestrine: in bevande, deodoranti, salse, ecc…

Visualizzazione delle separazioni dei composti lipidici mediante cromatografia liquida HPLC su colonna idrofobica e capillari ad alta pressione (High Performance Liquid Chromatography). Principi di visualizzazione dei picchi sulla base di assorbanza nel visibile e nell’UV con luce monocromatica (210 nm, 280 nm, 340 nm, 450 nm)

 Diario di bordo

Ad ogni fase di avanzamento delle esperienze, è seguita la verifica del processo di apprendimento e discussione. Gli studenti hanno documentato i vari metodi, le analisi e i risultati ottenuti mediante foto, materiale acquisito da libri e diapositive fornito dai tutor e discusso con i tutor il significato e le ragioni alla base delle tecniche messe in pratica e delle dimostrazioni svolte. 

Esperienze con gli studenti - seconda parte

Con la prima settimana di febbraio si è conclusa la prima metà degli stages programmati con i ragazzi del liceo Virgilio. Le esperienze di laboratorio si sono concentrate sulle proteine, con una separazione elettroforetica su gel di acrilammide, sulle metodiche per denaturare le proteine e farle separare in modo simile (riduzione dei legami disolfuro), mediante questo composto onnipresente, dai bagnoschiuma alle creme ai farmaci, il sodio laurilsolfato. 

Si è parlato in generale di principi biochimici, di scienze dell'alimentazione, di amminoacidi essenziali, di dose giornaliera richiesta, di vitamine, di tortilla e polenta, di calorie, di contenuto sulle etichette (percentuale di lipidi, carboidrati e proteine) e di dose giornaliera raccomandata.

L'esperienza pratica nel laboratorio di microbiologia è continuata, con piastramento di siero di latte, e conte microbiche su terreni selettivi, crescita di batteri in presenza di metalli pesanti, e possibili applicazioni tecnologiche.  Data la recente notizia di discariche di rifiuti tossici in cave e terreni del Salento, abbiamo parlato di sostanze inquinanti e salute, di metodi per ripulire i terreni (biorimediazione), e di tumori. Ho introdotto la differenza tra modificazione genetiche (traslocazioni, inserzioni, delezioni che inattivano soppressori di tumore, e mutazioni che producono oncogeni attivati) e modificazioni epigenetiche che si possono controllare con farmaci (metilazione del DNA, deacetilazione degli istoni, metilazione degli istoni, modulazione di PRC, il complesso repressivo regolato da Polycomb, mediante attivazione del recettore per l'acido transretinoico).

In questa panoramica sullo studio e sulle prospettive lavorative, i/le ragazzi/e hanno manifestato le loro incertezze sul futuro, e hanno mostrato consapevolezza sulle difficoltà di riuscire a inserirsi nel mondo del lavoro (e dell'altissimo tasso di disoccupazione tra i giovani laureati e non), chi avrebbe voluto studiare legge, si iscriverà scienze infermieristiche, chi a economia, una ragazza a biologia, almeno tre non hanno ancora deciso.

Siamo tornati sull'argomento delle attività enzimatiche, prendendo in considerazione alcuni farmaci ben noti, l'acido acetilsalicilico (l'acido salicilico come antipiretico e ormone vegetale), e l'acetil-cisteina, un mucolitico.

Queste reazioni di esterificazione sul residuo carbossilico dell'acido acetico sono differenti da una reazione enzimatica, in cui un gruppo acetile è aggiunto solo su un ben definito stereoisomero, senza produrre il prodotto in trans. Inoltre, le modificazioni post-traduzionali sulle proteine come l'acetilazione degli istoni e delle proteine non istoniche sono reversibili, ossia si basano su un enzima che riconosce il substrato e lo modifica, e su un enzima che riconosce la stessa proteina/amminoacidi del dominio accessibile, e toglie la modificazione.

Nel complesso, mi sembra si siano fatti progressi sul concetto di segnali intracellulari di attivazione di un processo cellulare, di vie di segnale e mediatori del segnale. Abbiamo anche parlato dei recettori dei vari gusti, del recettore del sapore dolce (assente nei gatti), del sapore umami, concetto nuovo per loro, e di come le molecole alla base, nucleosidi monofostati, siano prodotti nelle fermentazioni microbiche, dalla salsa di soia al sakè, alle fermentazioni di vegetali  di tradizione europea.

Infine, abbiamo parlato dei test di ammissione , delle domande anche astruse, specie in cultura generale, che sono utilizzate nei test e sono alla base della discriminazione tra chi andrà avanti e chi no (oltre al fatto di differenze nel livello di difficoltà nei test tra le sedi sul territorio nazionale), dei corsi a pagamento per esercitarsi nei test, dei software per rispondere solo alla domanda corretta, e di tutti i meccanismi che decidono al posto nostro del nostro futuro e della nostra formazione. A questo riguardo la mia esperienza di 35 anni fa dimostra che le domande possono dare una panoramica sul livello culturale degli iscritti al primo anno, ma già al secondo anno i ragazzi si sono adeguati a quanto richiesto dai professori e i corsi nel loro piano di studio.
Nei prossimi due stages, a fine maggio e giugno, riprenderemo gli argomenti delle fermentazioni microbiche ,delle varietà vegetali, e delle tecniche di laboratorio per le analisi e studi di proteine.

Recettori del gusto nelle viscere - the good, the bad and the tasty

Taste isn't just for taste buds anymore - F1000 Biology Reports - F1000

In un post precedente si parlava dei 5 differenti tipi di gusto e delle cellule sensoriali dei 5 gusti sulla lingua. In questo articolo si spiega perchè i recettori del gusto sian oespressi anche sulla trachea e sull'intestino e che funzioni possano svolgere nel contesto di un diverso sistema chemosensoriale.
The widespread expression of elements of the “taste” transduction cascade in numerous tissues of the body points out the necessity for caution in attributing a physiological function to a system based solely on expression of a gene product. Activation of taste receptors in taste buds does not give rise to the same sensation as activation of the identical receptors in the airways or gut. The physiological function of a receptor, or a Trp channel, or a G-protein, makes sense only in the context in which it is expressed.

Modulatori del gusto - flavour enhancers

Già in un altro post si è parlato dei modulatori del gusto, e dei recettori Tas1R1/T1R2/T1R3 che sono alla base della percezione dei 5 gusti, dolce, salato, acido, amaro,  e umami. I modulatori del gusto sono additivi che aumentano la percezione di un sapore, nel caso dell'umami l'aumento della sensibilità è dato dal glutammato e dai ribonucleotidi come l'inosina e guanosina).
In questo post si parla di kokumi, la cosiddetta pienezza e continuità, (aumento della sensibilità ai sapori dato dagli estratti di lievito, dal glutatione)  che si riscontra nei formaggi maturi, nel pomodoro, nei brodi ed estratti di carne cotti a lungo e nel roast beef, nelle spezie, nella mayonnaise. Dato che i modulatori del kokumi aumentano la sensazione dei sapori (dolce, salato e umami) possono permettere una riduzione del sale e del sodio presente negli alimenti.

Un articolo su J. Biol.Chemistry descrive come il recettore del calcio sia attivato  dalle sostanze che modulano la sensazione di pienezza. Lo ione calcio, la protamina, la polilisina, istidina, ed il calcinacet, un farmaco calciomimetico, attivano questi recettori sulla lingua stimolando la sensazione kokumi, mentre un antagonista di questo recettore, il NPS-2134 riduce la sensazione kokumi.
Già in precedenza una pubblicazione su J. Agriculture Food Chemistry aveva studiato vari modulatori del kokumi indicando alcuni peptidi contenenti acido glutammico, simili al glutatione, prodotti nel formaggio Gouda stagionato, come i principali modulatori del gusto pieno e continuo del formaggio maturo.

Heartiness (Kokumi)

Some Japanese researchers refer to the kokumi in foods, which has been described variously as continuity, mouthfulness, mouthfeel, and thickness. A known modulator of kokumi taste is glutathion, GSH (gamma-Glu-Cys-Gly tripeptide). Enhancers of kokumi taste increase the perception of other flavours,  promoting the full-bodied perception of flavour in the finished product.. Nowadays kokumi enhancers are added in several products such as mayonnaise, soups, sauces, savoury snacks, prepared meals, and condiments. Flavour enhancers  may be particularly useful in sodium or salt reduction applications and in the reduction of sugars in dietitic foods.

Flavour enhancers supplement, enhance, or modify the original taste and/or aroma of a food but do not have a characteristic taste or aroma of their own (definition by the Royal Society of Chemistry).

In a food system, there are three types of flavour sensations attributed to Kokumi:
- Mouthfulness & continuity: long lasting taste development
- Punch: initial taste & impact
- Mildness: roundness and balance.

A recent aper in J.Biol. Chem. has shown the importance of a Calcium G-protein coupled Receptor, the Calcium-sensing receptor CaSR, in the perception of kokumi and kokumi flavour enhancers such as glutathion, gamma-glutamyl peptides, histidine, polylisine, and protamine. Through the application of a calcium mimetic drug as cinacalcet, and a CaSR antagonist as NPS-2134, they showed the dependence on CaSR activation in the percention of kokumi.



 Basi fisiologiche del gusto
zuccheri
il senso della dolcezza è associato a composti organici tra cui gli zuccheri, i dolcificanti di sintesi, dolcificanti vegetali (tra cui proteine come taumatina, miracolina, neoculina e monellina) alcuni glicosidi presenti nella pianta Stevia rebaudiana, 
oltre all'attivazione del gusto dolce, negli alimenti  sono aggiunti anche composti che bloccano il gusto dolce, come l'acido gymnemico, ottenuta dalla pianta Gymnema silvestre nativa dell'India, nota come Austrlian cowplant o  miracle fruit, ed il lactisolo, isolato dai semi di caffè arrostiti. 
La funzione del lactisolo come additivo alimentare è quella di attenaure il gusto dolce dato dallo zucchero nelle marmellate, per esaltare l'aroma di frutta.

Chemically, lactisole is the sodium salt of 2-(4-methoxyphenoxy)-propionic acid. This acid has been isolated from roasted Colombian Arabica Coffee beans.

Anti-sweet properties

At concentrations of 100–150 parts per million in food, lactisole largely suppresses the ability to perceive sweet tastes, both from sugar and from artificial sweeteners such as aspartame. A 12% sucrose solution was perceived like a 4% sucrose solution when lactisole was added. However, it is significantly less efficient than gymnemic acid with acesulfame potassium, sucrose, glucose and sodium saccharin. Research found also that it has no effect on the perception of bitterness, sourness and saltiness. According to a recent study, lactisole acts on a sweet taste receptor heteromer of the TAS1R3 sweet protein receptor in humans, but not on its rodent counterpart.

As a food additive.

The principal use of lactisole is in jellies, jams, and similar preserved fruit products containing large amounts of sugar. In these products, by suppressing sugar's sweetness, it allows fruit flavors to come through. In the United States, lactisole is designated as GRAS by the Flavor and Extract Manufacturers Association (Fema number: 3773) and approved for use in food as flavouring agent up to 150ppm. Currently, lactisole is manufactured and sold by Domino Sugar and its usage levels are between 50 to 150 ppm.

Anti-bitter flavourings -modulatori del gusto amaro

La Redpoint Bio in Ewing, N.J., sta sviluppando dei modulatori che bloccano il sapore amaro, bitter blockers. Invece di cercare bloccanti di recettori sulla superficie delle cellule gustative, si cercano composti  interagenti con le vie di segnale all'interno delle cellule. Un bersaglio è il canale ionico chiamato TRPM5;  si anticipano cibi contenti questi modulatori sul mercato nei prossimi anni.

 Texture e sapore

Alcuni fattori che influenzano la continuità e la pienezza di un alimento sono collegati alla sua struttura, la texture, la viscosità. Tra questi ci sono i polisaccaridi, gli amidi, le pectine e le farine di semi di carrube, il guar, la gomma tara, gli xantani. Gli agenti texturing aiutano la permanenza del cibo nella bocca, facilitando l'attivazione dei recettori del gusto.

Nei prodotti alla frutta, i galattomannani sono spesso utilizzati in combinazione con  idrocolloidi per ottenere particolari viscosità e strutture. In una soluzione acquosa, i galattomannani mostrano differenti effetti sensoriali. Anche nei prodotti alla frutta emergeranno questi effetti,  che determineranno il gradimento del consumatore sul prodotto finale.

La “stewed fruit” è un tradizionale dessert alla frutta scandinavo. Una combinazione di vari idrocolloidi è stata utilizzata per dare cremosità e corposità, comprendenti in genere amido modificato e gomma guar.

Un gruppo di esperti ha assaggiato le varie “stewed fruit” valutandone gli aspetti sensoriali. La classifica prevedeva i seguenti aspetti:

            Palatabilità/Cremosità

            Coesione

            Rilascio di aroma 

            Rilascio di acidità (freschezza al palato)

la gomma tara  è  la migliore classificata, anche rispetto alla farina di semi di carruba.

La verifica della coesione ha mostrato una valutazione decisamente superiore della farina di semi di carrube rispetto agli altri galattomannani.

Oggi il rilascio dell’ aroma sta divenendo una proprietà molto importante nella ricerca e sviluppo dei cibi. Allo scopo di distinguere la freschezza e il rilascio di aroma,  il prodotto è stato valutato sotto l’aspetto  “rilascio di acidità” e  “rilascio di aroma”.

Si è notata un’evidente differenza tra la ricetta con la gomma guar nativa, che presenta una sensazione di non freschezza e la ricetta con la gomma tara, che presenta la migliore freschezza.

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.