Cinema molecolare

Ho messo questo breve video su YouTube. E' un piccolo esempio di una simulazione di dinamica molecolare (una tecnica basata sulle equazioni del moto formulate da Isaac Newton) applicata a molecole biologiche. In questo caso ciò che vedete è una proteina di membrana (nello specifico, un canale al potassio voltaggio-dipendente, rappresentato in rosa), immersa in un modello di membrana cellulare (colorato in turchese). Il significato scientifico di questo tipo di approccio sta nel fatto che questa rappresentazione della struttura e della dinamica della proteina ci consente di capirne meglio la sua funzione biologica. E di conseguenza possiamo capire come progettare dei farmaci specifici in grado di modificarne la funzione, nei casi in qui questa risulti alterata a causa di mutazioni genetiche congenite. Va da sé che migliorando l'affidabilità di questi modelli al calcolatore ne risulta anche una migliore comprensione da parte dei ricercatori dei modelli biologici che stanno alla base delle malattie più comuni. Il filmato che vedete è stato realizzato usando i super-calcolatori del centro di calcolo CASPUR.

L'importanza di un millisecondo

Si sta facendo un gran parlare, negli ambienti scientifici, di un piccolo risultato raggiunto recentemente da un gruppo di ricercatori della Columbia University di New York. Un risultato che, in termini assoluti, sembra molto piccolo: un millisecondo. E' questo infatti il limite temporale che sono riusciti a raggiungere gli studiosi americani simulando al calcolatore la traiettoria di una proteina in una soluzione acquosa. Per i non addetti ai lavori, simulare la traiettoria di una proteina (la sua dinamica molecolare) è un mezzo per capire come i suoi atomi si muovono nello spazio e nel tempo. Tutto ciò nel tentativo di studiarne il meccanismo di azione, ovvero la sua funzione biologica. Beh, tutto ciò ha a che fare con il nostro tentativo di comprendere il perché ci ammaliamo e l'origine genetica di molte gravi malattie. Oltre ad avere ovviamente un interesse puramente scientifico.

Per chi possiede un personal computer simulare una proteina potrebbe apparire come una cosa relativamente facile. Ma è lungi dall'essere così. Ogni anno infatti, nei vari laboratori di biologia computazionale nel mondo, vengono spesi milioni di dollari per dotarsi di super-calcolatori ad alte prestazioni (con capacità di calcolo che superano anche le migliaia di miliardi di operazioni in virgola mobile al secondo). Proprio sfruttando la potenza messa a disposizione di questi potenti super-computers è possibile oggi descrivere con sufficiente accuratezza (a livello di dettaglio atomico) il moto di molecole biologiche (quali le proteine) su scale di tempo relativamente lunghe. A onor del vero, c'è da dire che siamo ancora lontani da una comprensione esauriente della dinamica delle proteine: la gran parte di esse infatti si muove su scale di tempo più lunghe (da 1000 a 10000 volte più lunghe), quindi ancora inaccessibili ai moderni calcolatori. Ma quella piccola frazione di moto che i ricercatori americani sono riusciti a catturare rappresenta un passo significativo verso la nostra comprensione del rapporto struttura/funzione delle proteine. Per i curiosi, e per chi mastica l'inglese, potete leggervi il lavoro qui.

Un nuovo inizio

Salve a tutti. Il Blog di Andrew Sullivan compie 10 anni (se volete lo potete leggere qui) e, spinto da questa notizia che ho appena appreso, mi sono deciso di cominciare anche io a tenerne uno. In verità questo blog è nato già qualche anno fa, ma solo di recente mi sono pian piano deciso a metterci anche dei post e oggi finalmente ne potete vedere uno. Beh, non è granché come primo post, ma penso che in seguito capirò meglio anche io che forma dare a questo diario di viaggio. Per quanto riguarda il contenuto, beh, la cosa che mi piacerebbe questo blog diventasse è una serie di appunti sparsi qua e là. Una serie di pensieri messi lì alla rinfusa, senza un ordine preciso né uno scopo prefissato. Di sicuro noterete la mia naturale predisposizione a scrivere di argomenti di tipo scientifico (rimango un biologo dopotutto). Ma vorrei anche parlarvi di cose non legate strettamente alla scienza, che riguardano la nostra naturale tendenza a classificare le persone e i loro comportamenti secondo categorie prefissate. Tutto ciò nella speranza di poter crescere insieme e cercare di migliorare il mondo che ci circonda, oltre a noi stessi.