Renato Dulbecco

Renato Dulbecco (1914–2012)

Premio Nobel per la medicina  nel 1974 insieme a  H. Temin, un suo ex-allievo, ed a  D. Baltimore.

Era originario di Catanzaro. Ha lavorato al California Institute of Technology (Caltech), Pasadena e in seguito al Salk Institute in La Jolla, California. 

Ha avuto tra i suoi studenti Rita Levi Montalcini e Salvator Luria, altre due eccellenze italiane.

E' stato un importante mentore e guida di molti ricercatori e medici, in campo microbiologico ha portato alla conoscenza degli oncovirus, che rilasciano geni per proteine oncogeniche in stato iperattivo.

Ha partecipato al progetto di sequenziamento del genoma umano, posto alla guida dei gruppi italiani che hanno contribuito alla realizzazione del progetto.

Sulla sua vita ci sono aspetti che non si immaginano:

• After obtaining his doctorate in 1936, Dulbecco was drafted into the Italian army as a physician. He was called to action in 1939, at the outset of the Second World War, to serve first in France and then in Russia. Disaffected by the war and its consequences, he deserted the army and hid in a small village near Turin, becoming physician to the local partisan units resisting the German occupation. After the end of the war, was an elected city councillor in Turin in 1945, then he returned to scientific research at the University of Turin. 
• Dulbecco was an elegant man: a dapper dresser, soft spoken, with an ever-present smile. He was comfortable among the nobility, yet adept at changing the oil in his car; at once distant yet approachable. He was a charming host at dinners organized by his wife Maureen.... In short, he was always the perfect gentleman.   Da:
  Nature
   
  483,
   
  408
   
  (22 March 2012)
   

Genetica, al femminile: geni saltatori

Uno dei primi studi sulla ricombinazione genica è stato compiuto da una donna, Barbara McClintock, Premio Nobel nel 1983 per la Medicina e Fisiologia. Studiando l'ereditarietà di colore (antociani) nei chicchi del mais, pervenì alla formualzione della presenza di elementi mobili, Transposoni, capaci di regolare la escissione di sequenze di DNA dai cromosomi in siti di inserimento (long terminal repeats), per l'attività di un enzima di taglio e ligazione delle estremità di DNA, la trasposasi. Tali elementi sono all'origine dell'inserzione virale, e sono combattuti da altri elementi di difesa del genoma, come il sistema CRISPR, gli enzimi di metilazione differenziale del DNA, o l'espansione nel genoma umano delle sequenze Alu.

La professoressa McClintock era nota per la gentilezza e la disposizione all'ascolto, ed alla discussione.

• She developed the technique for visualizing maize chromosomes and used microscopic analysis to demonstrate many fundamental genetic ideas, including genetic recombination by crossing-over during meiosis—a mechanism by which chromosomes exchange information. She produced the first genetic map for maize, linking regions of the chromosome with physical traits, and demonstrated the role of the telomere and centromere, regions of the chromosome that are important in the conservation of genetic information

Figure 2: Variation in kernel phenotypes is used to study transposon behavior.

Kernels on a maize ear show unstable phenotypes due to the interplay between a transposable element (TE) and a pigment gene.

Copyright 2002 Nature Publishing Group, Feschotte, C., et. al., Plant transposable elements: Where genetics meets genomics, Nature Reviews Genetics 3, 339-341

• Barbara McClintock and the Discover of Jumping Genes (Transposons)
• © 2008 Nature Education
• Pray, L. & Zhaurova, K. (2008) Barbara McClintock and the discovery of jumping genes (transposons). Nature Education  1(1).
  
• Barbara McClintock began her scientific career at Cornell University, where she pioneered the study of cytogenetics—a new field in the 1930s—using maize as a model. Indeed, the marriage of cytology and genetics became official in 1931, when McClintock and graduate student Harriet Creighton provided the first experimental proof that genes were physically positioned on chromosomes by describing the crossing-over phenomenon and genetic recombination. Although Thomas Hunt Morgan was the first person to suggest the link between genetic traits and the exchange of genetic material by chromosomes, 20 years elapsed before his ideas were scientifically proven, largely due to limitations in cytological and experimental techniques (Coe & Kass, 2005). McClintock's own innovative cytogenetic techniques were what allowed her to confirm Morgan's ideas, and these techniques are thus among her greatest contributions to science.

• Discovering TEs Through Experimentation with Maize

• ·         As previously mentioned, McClintock is best known not for her innovations in cytogenetic techniques, but rather for her discovery of transposable elements through experimentation with maize. In order to understand McClintock's observations (and logic) that led to her discovery of TEs, however, it's first necessary to be aware that the phenotypic system that McClintock studied—the variegated color pattern of maize kernels—involved three alleles rather than the usual two. Think of every maize kernel as essentially a single individual, originating as an ovule that undergoes (or has undergone) double fertilization (Figure 1). During double fertilization, one sperm fuses with the egg cell's nucleus, producing a diploid zygote that will develop into the next generation. Meanwhile, the other sperm fuses with the two polar nuclei to form a triploid endosperm. As a result, the colored (or colorless, as the case may be) tissue that makes up the aleurone (or outer) layer of the endosperm is triploid, not diploid.

   

  ·         McClintock worked with what is known as the Ac/Ds system in maize, which she discovered by conducting standard genetic breeding experiments using plants with an unusual phenotype. Through these experiments, McClintock recognized that breakage occurred at specific sites on maize chromosomes. Indeed, the first transposable element she discovered was a site of chromosome breakage, aptly named "dissociation" (Ds). Although McClintock eventually found that some TEs can "jump" autonomously, she noted that the movements of Ds are regulated by an autonomous element called "activator" (Ac), which can also promote its own transposition.

  ·         Of course, these discoveries were preceded by extensive breeding experimentation. It was known at the time from previous work by Rollins A. Emerson, another American maize geneticist, that maize had genes encoding variegated, or multicolored, kernels; these kernels were described as colorless (although they were actually white or yellow), except for spots or streaks of purple or brown (Figure 2). Emerson had proposed that the variegated streaking was due to an "unstable mutation," or a mutation for the colorless phenotype that would sometimes revert back to its wild-type variant and result in an area of color. However, he couldn't explain why or how this occurred. As McClintock discovered, the unstable mutation Emerson puzzled over was actually a four-gene system, as outlined in Table 1

  ·         Table 1: Maize Genes Studied by Barbara McClintock

• Gene	Description
  C'	Dominant allele on the short arm of chromosome 9 that prevents color from being expressed in the aleurone layer of the maize kernel, causing a so-called "colorless" phenotype (which is actually white or yellow in color). This is also known as the inhibitor allele.
  C	Recessive allele on the short arm of chromosome 9 that leads to color development.
  Bz	Dominant allele on the short arm of chromosome 9 that leads to a purple phenotype.
  bz	Recessive allele on the short arm of chromosome 9 that leads to a dark brown phenotype.
  Ds	Genetic location on the short arm of chromosome 9 at which chromosomal breakage occurs.
  As	A factor of unknown location (at least when McClintock was conducting her research) that impacts the expression of Ds.

Epigenetica

L'Alba dell'Epigenetica

: 2001 ODISSEA NELLO SPAZIO DEL GENOMA

In una mattina di 6 anni fa, a Napoli,  dopo una visita in Università, via Mezzocannone, dai cui terrazzi si ha una vista panoramica sul golfo e sul Vesuvio, mi recai al CNR-IGB, Genetica e Biofisica (Buzzati-Traverso) in via Castellino. Qui l'allora responsabile di progetto, un giovane Valerio Orlando, da poco rientrato dalla riunione FANTOM 4 al RIKEN, sull'annotamento del nuovo genoma di topo, mi presentava le sue slides sulla funzione degli RNA non codificanti proteine, in particolare quelli delle regioni Homeobox (HOX). La prima diapositiva era questa

2001 ODISSEA NELLO SPAZIO DEL GENOMA

 in effetti in questi 5 anni si è rivelata una risorsa per la scienza europea, dai progetti Epigenome, networks of Excellence, ai progetti bandiera italiani con gruppi del CNR e di Telethon, guidato da Valerio Orlando.

• Istituto Dulbecco Telethon, Roma, Italia 

• Valerio Orlando, Presidente della Società di Biofisica e Biologia Molecolare, come tale partecipa al consiglio esecutivo della FISV (Federazione Italian Scienze della Vita).
• -1991-1997: lavora presso il Centro per la Biologia Molecolare dell’Università di Heidelberg nel laboratorio di Genetica Molecolare dello Sviluppo
• –1997-2001: coordina un gruppo di ricerca presso il DIBIT, Ospedale San Raffaele di Milano
•  lavora all’Istituto Internazionale di Genetica e Biofisica (IIGB) CNR di Napoli e studia i meccanismi molecolari alla base della capacità delle cellule di mantenere e trasmettere alle cellule figlie la propria identità, in particolare mantenendo lo stato di espressione attivo o represso dei geni che caratterizzano un particolare tipo cellulare.
• -ad oggi: Dulbecco Telethon Institute, Laboratorio di Epigenetica, ospitato dall'IRCCS Fondazione Santa Lucia e EBRI di Roma
• Attivando determinati sottoinsiemi di geni in cellule diverse e a diversi stadi di sviluppo è possibile conferire loro un'altra identità cellulare e funzioni differenti, nonostante le cellule contengano le stesse informazioni genetiche. Interferenze nel processo di attivazione possono causare anomalie dello sviluppo e il cancro. Le proteine dei gruppi Polycomb e Trithorax sono in grado di attivare e disattivare i geni durante lo sviluppo embrionale. Valerio studia le proteine del gruppo Polycomb in grado di silenziare i geni in maniera ereditabile tramite il controllo della struttura e delle dinamiche della cromatina. In particolare, questo team di ricerca si occupa del ruolo delle proteine del gruppo Polycomb e dell'RNA non codificante nel mantenere, e possibilmente riprogrammare, l'identità cellulare.

Gatti calico 

Guinness e Rainbow, gattini clonati

• Ho chiamato Guinness, come la famosa birra nera irlandese, il nostro ultimo gatto, perché le striature del suo mantello mi ricordavano le sfumature di una pinta di Guinness. Se avessi da parte 25.000 sterline e Guinness fosse ancora viva, prenderei in considerazione di farla clonare. Penso comunque che resterei un po' delusa dalla mia nuova gattina perché è alquanto improbabile che assomigli alla mia adorata micina. Il primo gatto clonato, Carbon Copy, è nato in Texas da una gatta calico come Guinness. Nonostante il nome, il nuovo gatto non si è rivelato una "fotocopia" della sua "mamma" genetica, Rainbow, nonostante il loro DNA sia identico. Ciò può in parte essere spiegato mediante un fenomeno epigenetico, noto come "inattivazione dell'X". I gatti calico sono sempre femmine, vale a dire che hanno due cromosomi X in ogni cellula. Il gene del colore rosso del pelo si trova sul cromosoma X, me ne esiste un'altra versione (allele) che dà luogo al pelo nero. Nei gatti di sesso femminile (XX), viene "spento" o represso un cromosoma X in ogni cellula. Pertanto, se una femmina eredita un allele di ciascun tipo (rosso e nero) avrà il manto a macchie di entrambi i colori.

• Il processo di inattivazione è casuale, ecco perché clonando un gatto calico non se ne otterrebbe mai un altro con il mantello uguale. Nel caso di Carbon Copy, la gatta è stata clonata da una cellula uovo il cui nucleo è stato sostituito con quello di una cellula di Rainbow. Sebbene la cellula con cui è stata clonata Carbon Copy avesse un cromosoma X inattivo, il programma di sviluppo riattiva entrambi i cromosomi X e il successivo processo di inattivazione è messo in atto in maniera casuale. Ne risulta un mantello completamente diverso, nonostante due individui siano geneticamente identici.

•  La mamma è tutto

  I leoni maschi in cattività si accoppiano anche con tigri femmine. Da questa unione nascono dei ligri, che con la loro lunghezza di oltre 3,5 m e un peso doppio rispetto a quello dei genitori, fanno sembrare tigri e leoni dei gattini. Se invece ad accoppiarsi sono una tigre maschio e un leone femmina, l'incrocio che ne risulta, ovvero un tigone, è molto più piccolo. Perché i ligri sono così grandi e i tigoni così piccoli? Perché, se si accoppiano una tigre e un leone, è importante quale dei due sia il padre e quale la madre? Dalla biologia non abbiamo forse imparato che entrambi i genitori forniscono lo stesso contributo genetico? Effetti simili si ottengono incrociando una cavallo e un asino. Il mulo nato da una giumenta e da un asino è visibilmente diverso da quello nato da un'asina e da uno stallone. È chiaro che i genitori hanno un influsso diverso sulle modalità di funzionamento dei geni. 

  

   Hercules, il ligre

• Premio Nobel all’ epigenetica Che cosa hanno in comune la petunia e il millepiedi ? Alla vista appaiono diversi, al tatto sono diversi, all’olfatto odorano diversamente…o perlomeno una persona penserebbe così. Entrambi i sistemi però hanno portato gli scienziati a scoprire un nuovo modo di spegnere l’espressione genica. La natura si serve di numerosi metodi per silenziare i geni, un mezzo molto astuto che permette allo stesso genoma di usufruire di molteplici modi di espressione, o epigenomi in un unico organismo. Uno di questi trucchi, l’ interferenza a RNA, (RNA interference) è diventato di dominio pubblico da quando Andrew Fire (Stanford, CA) e Graig Mello (Massachuttes, MA) hanno ricevuto in modo congiunto il premio nobel per la medicina grazie al loro lavoro sull’azione dell’ interferenza a RNA nel verme Caenorhabditis elegans. Una lettera spedita alla rivista Nature nel 1998, ha rivelato la loro eclatante scoperta. 

•  Premio Nobel per la trascrizione (una famiglia con 2 premi Nobel) Grazie a scienziati come Roger Kornberg, che ha ricevuto il premio nobel del 2006 per la chimica, cominciamo ad avere le idee più chiare su cosa accade nel nucleo e come miliardi di metri di DNA nel nostro corpo sono convertiti in RNA da un enzima che si chiama RNA polimerasi II. Roger Kornberg ha condotto studi scrupolosi sui micromeccanismi della trascrizione.  Ispirato dal padre Arthur Kornberg che ha meritato il premio nobel nel 1959 per il suo lavoro sulla descrizione di un enzima, la DNA polimerasi che permette la replicazione del DNA, il giovane Roger ha pubblicato un articolo nel 2001 di notevole interesse per la comunità scientifica. Utilizzando la cristallografia a raggi X, la stessa tecnica usata per rivelare la struttura del DNA, il suo gruppo di ricerca ha potuto decifrare in modo dettagliato l’architettura dell’ enzima RNA polimerasi II.  Inoltre il suo gruppo di ricerca è riuscito a immortalare l’ RNA polimerasi II in atto, mentre produceva dell’ RNA da DNA. Equipaggiato di una pinza, una sella, una cerniera, una prua, un coperchio, un ponte, un imbuto e una mandibola, questo super enzima permette l’entrata della doppia elica del DNA vicino al sito catalitico attraverso la sua “mandibola”. I due filamenti del DNA si dividono, permettendo ai nucleotidi di RNA di allinearsi lungo il DNA attraverso un piccolo poro. La nascente molecola di RNA esce ad angolo retto prima di staccarsi e andare in cerca dei ribosomi che guidano la sintesi delle proteine.Sebbene molti scienziati hanno lavorano sulla trascrizione, nessuno prima di lui ha descritto in modo così dettagliato questo processo, portando evidenze cristallografiche. In effetti, l’ RNA polimerasi II fa parte di uno di quei numerosi e complessi eventi che sono necessari per liberare il DNA dai nucleosomi, un gruppo di histoni, che sono stati anche studiati in parte da Kornberg. Queste unità base della cromatina (mostrate come perle lungo un filo nella figura sopra), sono presenti nella maggior parte delle cellule enucleate, non nei batteri.

• Marijori Matze (Instituto Gregor Mendel, Vienna): strani casi di silenziamento genico sono stati scoperti in piante transgeniche un decennio precedente. Il suo gruppo di ricerca ha pubblicato nel 1989 un lavoro in cui piante di tabacco erano in grado di silenziare transgeni presenti in due copie mentre questo fenomeno non si verificava in piante con una sola copia.

• L’ anno seguente, un gruppo olandese e uno americano generavano contemporaneamente simili strani risultati, in una ricerca condotta con lo scopo di aumentare il colore dei petali della petunia. Piuttosto che aumentare il color viola del fiore della petunia, l’aumento del numero di copie del gene responsabile del colore del fiore provocava una splendida varietà di fiori, alcuni con sprazzi di viola su sfondo bianco altri completamente bianchi. Quando i ricercatori hanno esaminato i livelli di RNA espressi dal gene responsabile per il color viola, i fiori bianchi avevano un livello molto basso. Questo risultato ha portato alla conclusione che le copie in più del gene determinavano lo spegnimento del gene endogeno stesso.

• Altre importanti scoperte sono state compiute grazie a ricerche condotte in piante negli anni novanta. Verso la fine degli anni novanta, Fire e Mello, hanno cominciato a scoprire i meccanismi sottostanti questo misterioso sistema per spegnere i geni. Iniettando dell’ RNA a singolo filamento trascrivente il gene di un muscolo di un verme non hanno ottenuto alcun effetto e nemmeno quando hanno provato a iniettare dell’RNA a singolo filamento antisenso. Tuttavia quando hanno iniettato entrambi i filamenti di RNA senso e antisenso contemporaneamente, il verme ha cominciato a perdere tono muscolare. I due filamenti senso e antisenso di RNA, formavano un doppio filamento di RNA (dsRNA) che interferiva con la traduzione del gene del muscolo in proteina.

• Subito dopo, David Baulcombe e Andrew Hamilton (Centro John Innes, Norwich, UK) hanno apportato ulteriori elucidazioni su questo meccanismo. Hanno scoperto che il dsRNA veniva spezzato in piccoli frammenti (siRNAs) responsabili del silenziamento genico. In particolare il dsRNA viene tagliato da una proteina chiamata dicer. I piccoli RNAs diventano a singolo filamento quando si legano a complessi di proteine dai quali protrudono per trovare molecole di RNA complementari. L’ mRNA complementare che sta per venir tradotto in proteina, viene riconosciuto e degradato. In questo modo il gene viene inattivato.

• Sia in animali che in piante l’RNAi rappresenta una difesa naturale contro l’invasione da materiale genetico, sia introdotto artificialmente, come negli esperimenti citati, che in natura, attraverso l’infezione virale. Inoltre questo sistema rappresenta uno dei tre metodi per regolare il silenziamento genico durante lo sviluppo. Oltre al suo naturale ruolo, l’RNAi può avere un’ incredibile applicazione nel campo medico. Essere in grado di colpire e silenziare geni espressi erroneamente, rappresenta un’ enorme speranza per il trattamento di malattie a carattere genetico.

prime donne nella biochimica, Cambridge , 1916

dal Blog di Angela Siani: nothing shocks me, I'm a scientist

L'eredità di Frederick Hopkins, premio Nobel nel 1929 per la Fisiologia per gli studi sulle vitamine, gli amminoacidi essenziali (scoprì il triptofano)  ed i fattori essenziali nella dieta (studiò la composizione delle cellule muscolari).

Gli anni intorno al 1920 videro l'ammissione delle prime donne alla ricerca (la figlia Barbara Hopkins fu tra le prime). Nel 1921 venne istituito il diploma per le donne laureate.

Due settimane fa sono stati ricordati i 150 anni  dalla sua nascita...

• The picture above is of the faculty of the Biochemistry Department at Cambridge University in 1916. Anything strike you as unusual? Yes, there are almost as many women scientists in the picture as men. And the reason for this extraordinary balance of the sexes, years before Cambridge even awarded degrees to women, is Frederick Gowland Hopkins, the head of the department, sitting in the centre of the photo. He wasn't only a groundbreaking scientist (he won a Nobel Prize for his work on vitamins), he believed strongly in equal rights for men and women. And even though many people at the time thought this was weird, he was vindicated by the fact that many of the women he worked with became important researchers in their own right.

Dal sito web dell'Università di Cambridge: An Outline of the History of Cambridge Biochemistry:

• The years between 1914 and 1924 saw soaring numbers of students (towards 500/term) and much debate over the inclusion of Biochemistry as a Tripos subject. The 1920/21 class included Malcolm Dixon and also Barbara Hopkins, one of the Professor’s two daughters. Joseph Needham was one of the class of 1921/22. 

• In 1921 the University introduced degrees for women, encouraged no doubt by Hopkins who had always been a keen supporter of women in science and had taken many women on in the department by the early 1920s. 

• Huia Onslow and Muriel Wheldale establishing the field of plant biochemistry, working particularly on chloroplasts. In 1919 they became husband and wife, the first, but by no means the last, intra-departmental marriage. 

P.S.: e' mia opinione che cercare di fare ricerca all'estero non sia una fuga dall'Italia, bensì un appagamento professionale. Giovani medici che qui operavano pochi interventi al mese, in USA fanno pratica quotidiana e sono gratificati  dall'assenza di burocrazia e dilungaggini, dalla buona valutazione del merito e anche (perchè no) dallo stipendio. Perciò, ritengo che un titolo come "cervelli in fuga" nel blog del Fatto Quotidiano sia un pò eccessivo. Al massimo lo cambierei in: cervelli con poche possibilità e  pochi interessi al rientro.

Carnevale della fisica - Leo Esaki

Mi unisco all'edizione di maggio (XIX) ospitata sul blog IncredibleButTrue per dare spazio alla mia giapponofilia,

ricordando uno dei 19 Nobel giapponesi, Leo Esaki, (Leona Esaki) Nobel nel 1973.
Il diodo di Esaki è alla base dello sviluppo dei transistors, e del Tunnel diode alla base  della fortuna  delle attività industriali della Sony:

• "...After discovering that the defective 2T7 could be corrected by lowering the phosphorous concentration below certain levels, Sony was able to produce a high quality transistor. Esaki's next task was to determine the cause of the negative resistance which was represented by the peak in the graph. Esaki speculated that this phenomenon might be the "forward bias tunneling effect. " According to quantum mechanics, all matter can be treated as waves. As such, energy is concentrated at the peak of these waves. The "tunneling effect " refers to particles which tunnel through these waves of energy. Until then, scientists had all been preoccupied with the reverse bias tunneling phenomenon. Esaki was the first to realize the significance of the forward bias tunnel effect. After conducting numerous experiments and steadily accumulating data, Esaki's team was finally able to produce a new type of diode with negative resistance in which current diminished as voltage increased..."     

• the "Esaki Diode" is the basis of the Japanese transistor industry ... He belongs to an elite corps of young post-war Japanese researchers who believed in doing basic research, which sometimes leads to new solutions that make industry more competitive. (Alien Times, 1997)

Leo Esaki è stato rettore dell'Università di Tsukuba, fino al 1998, ed oggi è Presidente del Yokohama College of Pharmacy e chairman della Science and Technology Foundation of Ibaraki.

 Viene spesso chiamato a presiedere il JSPS Prize Selection Commettee, che attribuisce fondi a giovani  meritevoli in diversi campi delle scienze di base, applicate e sociali.

Il JSPS, o Japanese Society for Promotion of Science,  finanzia collaborazioni internazionali, Incontri sulla Scienza di Frontiera,  elargisce stipendi a  ricercatori stranieri ospitati in laboratori locali, e attribuisce il Premio annuale JSPS ai giovani.

Uno degli Executive Directors del JSPS è Makoto Kobayashi, Nobel per la Fisica nel 2008, insieme a Maskawa e Nambu, noto per la matrice di Cabibbo-Maskawa-Kobayashi che  definisce i parametri di mixing fra quarks.

Infine, per le ricadute che il suo lavoro ha avuto nel campo del sequenziamento di proteine (MALDI-TOF), ricordo qui il nobel per la chimica 2002 Koichi Tanaka, per i metodi di ionizzazione e distacco blando mediante sorgente laser da una superficie piana, di macromolecole e proteine, per analisi di spettrometria di massa (fonte: Shimadzu).

• The ionization is triggered by a laser beam (normally a nitrogen laser). A matrix is used to protect the biomolecule from being destroyed by direct laser beam and to facilitate vaporization and ionization

Maiani e la scuola di fisica delle particelle di Roma

 In occasione della  XII edizione del carnevale della fisica, ospitato su Scientificando da Annarita Ruberto, presento la scuola di fisica delle particelle dell'Università La Sapienza.
Sul numero 467 di Nature, uscito il16 settembre  2010, Luciano Maiani, presidente uscente del CNR, pubblica un articolo commemorativo "obituitary" su Nicola Cabibbo (1935-2010), suo maestro e predecessore al Dipartimento di Fisica dell'Università La Sapienza.
Cabibbo si laureò in Fisica Teorica nel dopoguerra, sotto la guida di Bruno Touschek. In quegli anni a Frascati veniva costruito un collisore di elettroni e  positroni. Insieme a Raoul Gatto, Cabibbo scrisse un articolo che annunciava le osservazioni  degli eventi possibili di collisione, un articolo divenuto un riferimento per la teoria delle particelle.
Dal 1962 fu al CERN, trovando la soluzione per il decadimento debole delle particelle strane, formulando quello che divenne l'Universalità di Cabibbo. Egli assume che tutti i decadimenti beta, sia che coinvolgano particelle strane o no, debbano descriversi come correnti deboli determinate da un unico parametro, l'angolo di Cabibbo, oggi calcolato di circa 12 gradi. Successivamente riformulò questa universalità in termini di quarks - le particelle elementari che formano gli adroni come protoni, neutroni e particelle lambda.
A quel tempo si conoscevano solo tre tipi di quark, (su, giù e strano) e Cabibbo dimostrò il decadimento beta come appaiamenti tra il quark su ad una combinazione ortogonale  dei quark  giù e strano.
Nel 1970, Sheldon Glashow, John Iliopoulos e Luciano Maiani estendono questo assioma aggiungendo un nuovo quark, charm, la cui esistenza fu confermata nel 1974.
 In tale periodo fu possibile estendere la teoria elettrodebole unificata, fatta da Steve Weinberg e Abdus Salam, alle interazioni degli adroni, livellando le difficoltà insorte nello schema a tre quark.
Successivamente Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa introdussero altri due quarks, bottom  e top (in aggiunta ad up, down, strange, charm). Nello schema a sei quark, si produce la teoria nota come matrice di Cabibbo-Kobayashi-Maskawa, sostenuta dai risultati del CERN e del Fermilab in Illinois.
Nel 1966 Cabibbo riprende l'insegnamento universitario, alle univeristà di L'Aquila e di Roma, contribuendo alla crezione della scuola di teoria delle particelle. Tra i suoi riconoscimenti, la annichilazione tra elettrone e positrone in adroni particolari, le entità puntiformi chiamate partoni; il calcolo del momento magnetico anomalo del muone dato dal contributo delle interazioni elettromagnetiche e di quelle deboli; la predizione della transizione di fase della materia nucleare in un plasma di quarks e gluoni descritta dalla cromodinamica dei quanti, che oggi descrive le interazioni forti, utilizzando un supercomuter dotato di un processore in serie (Array Processor Experiment).
Nel 1991 ricevette il premio dellaa Società di Fisica Europea, nel 1989 il premio Sakurai della Società americana di Fisica, e nel 2010 la medaglia Dirac.
Cabibbo amava insegnare. Come i grandi pensatori, trovava vie semplici per spiegare concetti difficili, e i suoi studenti apprezzavano la sua semplicità, il suo spirito e senso umoristico.

Per chi avesse voglia di rispolverare le nozioni su relatività, accelerazione di particelle ed aumento della massa  alla base della fisica dlle particelle, questo post in inglese a cura di Stephen Curry che presenta il libro di Brian Cox e Jeff Forshaw: Why does E=mc2?

Therese Radnitz Cori

Radnize in ceco vuol dire Municipio, luogo di assise della cittadinanza. Esemplare quello della città vecchia di Praga, con la torre dell'orologio.

Teresa Radnitz, sposata Cori, ha ricevuto il nobel per la medicina insieme al marito nel 1947. E' la terza donna in assoluto a ricevere un Nobel nelle scienze, e la prima americana (naturalizzata).
E' loro il merito della scoperta della sintesi del glicogeno durante il metabolismo dello zucchero, attraverso l'enzima esochinasi (ciclo di Cori). In seguito hanno caratterizzato uno degli enzimi chiave, la fosforilasi, su cui tanti studenti hanno preparato l'esame di biochimica.

Gerty Teresa Radnitz nasce a Praga nel 1896. Studia privatamente per poi frequentare il Liceo femminile nel 1906. E' tra le poche donne iscritte a Medicina all'Università di Praga nel 1914. Qui conosce il suo futuro marito, Carl Ferdinand, figlio del Direttore della stazione Biologica Marina di Trieste, e nipote del professore di fisica teorica a Praga, Ferdinand Lippich.  Scoppiata la guerra, parte per il fronte italiano con le truppe austriache come sottotenente sanitario.

Si laureano nel 1920, e nel 1922 si trasferiscono negli Stati Uniti, con posizione di biochimici (Buffalo, NY).

Nel 1931 Cori accetta la posizione di Professore di Farmacologia presso la Washington University Medical School a St. Louis, a condizione che anche la moglie ricopra un incarico in Biochimica  (sarà assistente di ricerca, perchè non volevano donne come professori). Teresa firma 50 pubblicazioni insieme al marito, e altre 11 da sola. Hanno gettato le basi per la comprensione della regolazione ormonale dell'uso del glucosio, insulina-adrenalina, studiando gli effetti dell'ablazione dell'ipofisi e degli estratti ipofisari sui topi.

Teresa muore 10 anni dopo il Nobel, ed è una delle poche donne Nobel in medicina, e ancor  meno vi figurano  le donne europee.

Tra le altre europee, Christiane Nusslein-Volhard, tedesca,  che ha studiato lo sviluppo embrionale del moscerino della frutta,  Dorothy Hodgkin, inglese, di cui ho parlato in un post di marzo, e Rita Levi Montalcini.

Tra quelle meno apprezzate in vita, Barbara Mc Clintock, botanica genetista alla Cornell University nel 1923. A lei il merito della scoperta dei geni saltatori, i transposoni, elementi di DNA estraneo capaci di trasferirsi autonomamente da una posizione all'altra del DNA.

Aveva offerto la sua spiegazione del fatto che le pannochie di mais cambiassero di pigmentazione da una generazione all'altra, non rispettando l'ereditarietà mendeliana dei geni parentali. Le sue conclusioni erano tanto innovative e rivoluzionarie da essere in contrasto con la visione scientifica del tempo, che voleva i geni come entità fisse sui cromosomi, incapaci di spostarsi. Ancora Watson e Crick non avevano dato alla luce la loro struttura del DNA. Il Nobel le venne assegnato nel 1983.

scienceblogging: Dorothy Hodgkin

Per celebrare i 350 anni della Royal Society, la UK Royal Mail ha stampato una serie di francobolli con i 5 Nobel inglesi, Alfred Russel Wallace, Joseph Lister, Ernest Rutherford, Dorothy Hodgkin e Nicholas Shackleton.
Su wikipedia una breve ma densa sintesi dei risultati dell'unica donna Nobel inglese.
Dorothy Mary Crowfoot Hodgkin (Il Cairo, 12 maggio 1910 – Shipston-on-Stour, 29 luglio 1994) è stata una biochimica britannica, fondatrice della diffrazione dei raggi X e vincitrice del premio Nobel per la chimica nel 1964, «per la determinazione delle strutture di importanti sostanze biochimiche tramite l'uso di tecniche legate ai raggi X>>
Tra le biomolecole delle quali Hodgkin determinò la struttura figurano il colesterolo (1937), la penicillina (1945), la vitamina B12 (1954), l'insulina (1969), la lattoglobulina, la ferritina, e il virus del mosaico del tabacco.
Una Biografia della scienzata è stata pubblicata da Granta (1998), a cura di Georgina Ferry (Dorothy Hodgkin: a life), esplorandone l'aspetto umano e letterario della ricercatrice.
In suo nome, la Royal Society elargisce ogni anno alcuni finanziamenti alla ricerca per la durata di 4 anni. (Website)
Number Offered: Varies. Approximately 10 each year.
Application Closing Date: 20 January 2010
Closing Information: This round is now open
Apply for this grant:
http://e-gap.royalsociety.org/
Success rate: 2.5%

scienceblogs, Nobel a 2 donne

Evviva, domani verrà assegnato il Nobel per la Medicina a 2 donne della scienza, per la scoperta dei telomeri e del meccanismo di riparazione delle estremità del DNA importante durante l'invecchiamento cellulare.

Anche se questo riconoscimento arriva due decenni in ritardo, questo macchina anti-invecchiamento ancora riserva sorprese. L'enzima che riproduce queste sequenze di DNA, la telomerasi, agendo in associazione a delle sequenze di RNA telomerico, ora si è scoperto ha una nuova funzione, quella di sintetizzare RNA, una funzione che si riteneva fosse presente solo nelle piante.

Constitutive expression of telomerase in human cells prevents the onset of senescence and crisis by maintaining telomere homeostasis. However, accumulating evidence suggests that the human telomerase reverse transcriptase catalytic subunit (TERT) contributes to cell physiology independently of its ability to elongate telomeres. Here we show that TERT interacts with the RNA component of mitochondrial RNA processing endoribonuclease (RMRP), a gene that is mutated in the inherited pleiotropic syndrome cartilage-hair hypoplasia. Human TERT and RMRP form a distinct ribonucleoprotein complex that has RNA-dependent RNA polymerase (RdRP) activity and produces double-stranded RNAs that can be processed into small interfering RNA in a Dicer (also known as DICER1)-dependent manner. These observations identify a mammalian RdRP composed of TERT in complex with RMRP (Maida et al., Nature, 2009, 461:230-5).

E' un capitolo che apre nuove prospettive alla funzione regolatrice delle molecole di RNA (non-coding RNAs). Infatti, anche altri RNA a funzione limitata, le particelle Vault, si è scoperto che svolgono una seconda attività, ossia vengono tagliate in frammenti che entrano in complessi ribonucleoproteici come il RISC, insieme ad enzimi Argonaute. (Persson et al, Nature Cell Biology 11, 1268 - 1271 (2009): svRNA associates with Argonaute proteins to guide sequence-specific cleavage and regulate gene expression similarly to miRNAs. It is demonstrated that svRNA downregulates CYP3A4, a key enzyme in drug metabolism.

 

A trio of researchers whose work on telomeres and telomerases has helped explain how chromosomes are copied during cell division will receive the 2009 Nobel Prize in Physiology or Medicine. Their findings have advanced medical research in cancer, inherited diseases, and aging. Elizabeth Blackburn, a biochemist at the University of California, San Francisco, Carol Greider, a geneticist at Johns Hopkins School of Medicine, and Jack Szostak, a geneticist at Harvard Medical School will share the prize equally. It is the first time two women have shared the Nobel.

 

• "I think this is a victory for curiosity-driven science," Greider, who got the call at 5AM on her way to spinning class, told The Scientist. "We are fortunate to live in a place where we can still get funding for conducting basic research to answer fundamental questions. I feel very privileged to have been able to follow my curiosity for the past 30 years."
• Scientists began to understand how genes are copied, base by base, in the 1950s, but no one could figure out why the very end of a DNA strand could not be duplicated. As a young researcher at the University of California, Berkeley, studying the chromosomes of Tetrahymena, a single cell organism that commonly lives in water, Blackburn noticed a DNA sequence, CCCCAA, that was repeated several times at the ends of the chromosomes.
• While presenting her findings at a conference in 1980, Blackburn met Szostak, who had just observed that minichromosomes, linear DNA molecules, rapidly degrade when introduced to yeast cells. The two decided to join forces - introducing the CCCCAA sequence into the minichromosomes and then injecting them into yeast cells. The sequence, named telomere, protected the minichromosomes from degradation by keeping their ends intact, indicating the existence of a previously unknown mechanism in DNA replication.
• Soon after, Blackburn and her then-graduate student, Carol Greider, found that an enzyme, telomerase, was responsible for the formation of the telomere DNA sequence. The enzyme's RNA component contained the CCCCAA sequence and served as a template for replication. Its presence allowed a DNA strand to copy itself completely from end to end.
• Blackburn, Greider, and Szostak also won the 2006 Lasker Award, often referred to as the "American Nobel." They will be presented with the Nobel Prize Medal, Diploma and $1.4 million award -- to be split three ways -- at a ceremony in Stockholm on December 10.
• The 2009 Nobel Prize in Chemistry will be awarded Wednesday, October 7.