La previsione degli effetti delle molecole bioattive

Nel romanzo “The Minority Reportdi P.K.Dick la prevenzione dei crimini era affidata ad una squadra di tre mutanti, i precog, veggenti in grado di prevedere il futuro, anche se non tutti lo prevedevano allo stesso modo. Nel mondo reale, sostituendo il crimine con la malattia, diventa invece sempre più realistico l’impiego dell’analisi predittiva come modello di ricerca per la caratterizzazione delle attività biologiche di molecole naturali e artificiali, rivolto alla creazione di nuovi farmaci e principi attivi dalle proprietà inedite.

Il coinvolgimento di diverse aree di competenza come la chimica, la biochimica, la biologia molecolare, l’immunologia e naturalmente la bioinformatica naturalmente richiede la stretta collaborazione di esperti in ciascun campo specifico e la crescita dell’interesse per le parole chiave “predictive analytics” è evidente, soprattutto in questi ultimi due – tre anni, e non solo in campo terapeutico, occupando sempre più spazio anche nelle pubblicazioni scientifiche con impact factor assolutamente rispettabili.

ResearchBlogging.orgIn linea generale, esaminando la letteratura disponibile sull’argomento, è possibile accorgersi che molti prodotti naturali, come gli estratti o gli oli essenziali, spesso rivelano nuove e interessanti proprietà terapeutiche, esprimendo ad esempio attività antitumorali, antivirali, antiinfiammatorie e altro ancora.
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Come trasformare un cellulare in uno spettrofotometro

Dispersione della luce attraverso un prisma. Imagecredit: Wikimedia Commons

Lo spettrofotometro è uno strumento che misura lo spettro ricevuto da una sorgente luminosa, e può essere utilizzato per stabilire la concentrazione di una sostanza chimica in soluzione, per determinare le coordinate tricromatiche di una superficie colorata, o per scoprire la composizione chimica degli oggetti astronomici.

Non potevo essere più sintetico di così per un dispositivo che affonda le sue origini nelle leggi ottiche di Lambert, Beer e Bouguer, i quali dal 1729 iniziano a descrivere le basi ottiche teoriche, e da allora le sue applicazioni non accennano a sfiorire, emancipandosi in tecnologie sempre più avveniristiche.

Non è lo scopo di questo articolo entrare nei meandri delle implicazioni teoriche, quello che invece andremo a scoprire, è come costruire un economico dispositivo spettroscopico ad uso didattico, con una batteria, un led, un cellulare con fotocamera e un software gratuito per l’analisi dello spettro che può essere impiegato in una semplice analisi chimica.

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Come fare un videoclip di una molecola

Molucad, uno dei freeware più versatili per la modellistica molecolare

Un pallino che mi attanagliava da tempo (si lo so, sono un po’ strano), era quello di disegnare una molecola qualsiasi con le forme di Van der Waals (quelle a palloncini), predisporre una rotazione variabile e estrarre il filmato in formato avi, pronto per essere pubblicato e utilizzato anche per una didattica più accattivante.

La ricerca di un software adatto è stata lunga e laboriosa, le condizioni da rispettare erano rigorose e prevedevano l’estrema facilità d’uso, la condizione di software open source o freeware, anche per decorrenza dei termini di licenza. Chiaramente non poteva mancare il supporto per il 3D e l’animazione. Infine, assolutamente indispensabile, la possibilità di esportare il tutto in un file video manipolabile con programmi comuni.

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Dalla telepatia sintetica alla tecnopatia: le macchine controllate dal cervello

Micah Sanders, il tecnopate di Heroes. Imagecredit: Wikimedia Commons

Tecnopatia e telepatia non sono (solo) malattie che colpiscono chi guarda troppo la TV o passa troppe ore davanti al computer, ma in questi ultimi tempi sembra che l’argomento non sia più solo appannaggio della pura fantascienza e rappresentano una stupefacente realtà tecnologica.

L’interfaccia cervello-computer, meglio nota con il termine inglese brain-computer interfaceBCI), è un vero e proprio mezzo tecnologico di trasmissione del pensiero, acquisito ad esempio tramite un segnale elettroencefalografico, che viene “tradotto” in un flusso di bit da un computer, per inviare una serie di comandi destinati al dispositivo finale.

Ogni giorno vengono implementate nuove applicazioni, dall’interfaccia per una sedia semovente per disabili agli inevitabili sfruttamenti militari, ma sempre più ci mettono di fronte a importanti problemi etici.

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Atlante Digitale dell’Universo (per tutti)

Il Digital Universe Atlas è un progetto avviato dal 1998 dal Museo Americano di Storia Naturale e dal Planetario Hayden, con il significativo supporto della NASA e del NCSA (National Center for Supercomputing Applications).

Si tratta di un atlante digitale, rilasciato con licenza open source, liberamente scaricabile e disponibile per le principali architetture hardware e software (Linux, Windows, Mac e IRIX). Dispone di un motore grafico molto più potente di qualsiasi altra applicazione freeware esistente, tuttavia è ancora poco noto tra gli astronomi dilettanti e consente una visualizzazione dell’universo conosciuto in 4 dimensioni.

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La ricerca SETI non può ignorare le intelligenze artificiali

Lo screensaver del SETI@Home. Puoi averlo anche sul tuo computer!

SETI, è l’acronimo per Search for Extra-Terrestrial Intelligence (Ricerca di Intelligenza Extraterrestre), ed è il nome collettivo che descrive un certo numero di attività rivolte alla ricerca di segnali provenienti dallo spazio. Naturalmente non si cercano segnali qualunque, ma gli algoritmi analitici selezionano solo quelli  che potrebbero essere sintomatici di qualche intelligenza extraterrestre e la ricerca viene condotta rigorosamente tramite l’applicazione del metodo scientifico.  Tuttavia finora, come recita anche la definizione di Wikipedia in lingua italiana, il programma si è dedicato alla ricerca della vita intelligente extraterrestre, e secondo Seth Shostak potrebbe essere un sistema troppo riduttivo.

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Scoperta una pulsar nello spazio profondo grazie al progetto Einsten@Home

Lo screensaver di Einstein@Home

Chi l’ha detto che è necessario diventare uno scienziato per fare una grande scoperta?

Proprio a questo devono aver pensato un bel giorno i ricercatori che lavorano presso i laboratori di Berkeley (University di California), e fu così che il calcolo distribuito in forma volontaria rese partecipi in poco tempo migliaia di utenti, certo, una partecipazione poco impegnativa, ma sufficiente a fornire una potenza di calcolo globale che raggiunge gli strabilianti 5400 petaFLOPS, una misura che indica il numero di operazioni al secondo eseguite dalla CPU, una velocità quasi tripla rispetto ai supercomputer più moderni e veloci come il Cray XT5 (Jaguar).

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Quelle pinzette olografiche che sembrano un raggio traente

L'orientamento di una cellula manipolata dal laser. Imagecredit: Wikimedia Commons

Esiste un nuovo strumento a disposizione della scienza che si avvale della tecnologia olografica per manipolare oggetti microscopici troppo fragili e delicati per essere ruotati, spostati oppure orientati  opportunamente senza danneggiarli irrimediabilmente. L’ultima evoluzione di questa tecnologia è stata sviluppata all’Università di Tel Aviv dalla dottoressa Yael Roichman, ed è in grado di manipolare contemporaneamente fino a 300 nanoparticelle alla volta, come ad es. polimeri o microsfere vetrose.

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L’odore della luce

Una capsula di Petri contenente larve di drosophila, con una sezione illuminata da luce blu. Le larve normali evitano le zone esposte alla luce, mentre risulta avere un odore gradevole per le larve OGM che tendono a spostarsi verso quel settore. Fotocredit: PhysOrg

La luce blu potrebbe avere un irresistibile profumo di … banana! Per sentirlo tuttavia, dovresti essere un moscerino della frutta geneticamente modificato.

Alcuni ricercatori tedeschi sono riusciti a modificare il genoma del drosophila in modo che lo stimolo  visivo generato dalla luce blu simuli nella loro percezione uno stimolo olfattivo gradevole, come può essere quello della frutta in decomposizione.

Il team di scienziati di Bochum e Göttingen, sotto la guida del Prof. Klemens Störtkuhl, sperano di svelare gli ultimi segreti delle reti neurali tramite lo studio e la manipolazione di marker genetici e delle cellule dedicate a ricevimento degli stimoli esterni. L’esperimento condotto dimostra che è possibile attivare singolarmente ognuno dei 28 neuroni olfattivi di cui sono dotate le larve degli insetti, inducendo la produzione di una certa proteina qualora un raggio di luce a 480 nm, colpisca i loro recettori visivi. I neuroni attivati quindi inviano un segnale elettrico che simula la percezione di un particolare odore. In poche parole, le larve OGM risultano attratte dalla luce, mentre quelle normali tendono ad evitarla.

Quello che fa riflettere in questo studio, è quanto possano essere strettamente collegate fra loro le diverse percezioni sensoriali, nella loro complessità, anche se con relativa facilità è sufficiente scambiare una singola proteina per sconvolgere le  funzioni primitive.

Chissà se nelle persone affette da sinestesia un certo neurone impazzito ha scambiato le percezioni degli stimoli sensoriali, e se un giorno riusciremo a controllare queste contaminazioni nei nostri sensi?

Fonte: PhisOrg

Skynet? One step closer! (La via dei terminator…)

Difficile prevedere se le nuove tecnologie che bollono in pentola verranno usate a fin di bene, in un timido virgulto di ravvedimento del genere umano, ormai agonizzante nella propria estasi da globalizzazione economico-militare, oppure, evitando accuratamente di smentire se stessa, la nostra civiltà sia in procinto di costruire le pareti del proprio baratro.

Darei comunque il beneficio del dubbio, evitando di fare (facili) processi alle intenzioni, anche se il programma di cui vi sto per accennare è una recente creatura della DARPA.

Diversi team universitari statunitensi, distaccati nelle facoltà di Harvard, Cornell e MIT, sono occupati su diversi fronti per la creazione della cosiddetta “materia programmabile“, un materiale composto da un certo numero di unità individuali, con la capacità di auto-assemblarsi a comando per formare l’oggetto tridimensionale desiderato. Ad esempio, uno dei primi prototipi, passa dalla forma di una chiave inglese, si “decompone” e si ricompone per riprodurre un martello in pochi istanti.

L’accostamento con i monomeri delle macromolecole biologiche non è esagerato, anche se la ricerca è ai suoi primi passi. Secondo il dottor Mitchell R. Zakin, i materiali, i sistemi di comunicazione e i computer, saranno sempre meno distinguibili. Infatti le ricerche spaziano tra diverse discipline, come l’informatica, robotica, biologia, chimica, fisica e sono stati coinvolti perfino alcuni artisti! I team coinvolti sono così orientati:

  • un gruppo si occupa dello sviluppo di oggetti bidimensionali che si “ripiegano” in forme 3D, una specie di origami auto-pieganti grazie agli speciali attuatori che li animano.
  • Ad Harvard, invece è allo studio un programma informatico per la manipolazione di molecole di DNA, che guida le interazioni dei legami nelle lunghe catene elicoidali, qualcosa di ancora inesplorato.
  • Un altra squadra ha scoperto un sistema per trasformare quelle stesse catene di codice genetico in una specie di “velcro molecolare”, in grado di ricoprire e mantenere due oggetti in una specie di intimo contatto per assemblarne uno più complesso, ad esempio un utensile. Dopo l’uso, si può tranquillamente ordinare di smontarsi da solo (e magari di riporsi nella sua custodia?).
  • L’ultimo gruppo approccia il metodo con cui le proteine compongono le macromolecole negli organismi viventi per riprodurre le stesse proprietà macroscopicamente, tramite un linguaggio di programmazione che permette ad ogni componente del materiale da elaborare le singole informazioni.

A metà strada fra un Terminator T-1000 e un Transformer, le nuove frontiere dei materiali programmabili e a memoria di forma prospettano incredibili applicazioni: mutaforma intelligenti, flessibili, indistruttibili, inossidabili, adattabili, mimetici, immuni, infaticabili. La nostra perfetta nemesi, insomma, oppure un altro miracolo della scienza? Fate spazio ai posteri…

Fonti:

The Daily Galaxy

Programma DARPA

L’uomo cibernetico può infettarsi con un troyan?

Mark Gasson è ufficialmente il primo uomo che è stato infettato da un virus informatico, creato appositamente per dimostrare l’intrinseca pericolosità dei dispositivi cibernetici che in un futuro molto prossimo, potrebbero essere installati in un corpo umano per correggere disfunzioni o potenziare le nostre capacità di interazione con la tecnologia.

Il ricercatore britannico, già venuto alla ribalta delle cronache per essere stato il primo a impiantarsi un chip RFID sotto pelle, un dispositivo per l’identificazione a radiofrequenza di un tipo più sofisticato rispetto ai noti microchip dei nostri amici a quattrozampe, ha volontariamente infettato con un virus il codice del proprio chip.

Risultato? Ogni comunicazione remota con i dispositivi esterni ha prodotto la diffusione del malware, dimostrando che un tale contagio rappresenta una minaccia reale.

Vedo già tutti i produttori di antivirus leccarsi i baffi!

Fonte: BBC,