Quando è immobile, il Macrotitopus riesce a mimetizzarsi con la sabbia grazie alla propria colorazione tenue grigio-verde. Muovendosi per procacciare il cibo, il piccolo animale marino diventa invece evidente, correndo così il rischio di diventare la preda di qualche altra famelica creatura che popola i fondali. Per risolvere il problema, gli esemplari di Macrotitopus hanno sviluppato una particolare capacità per mimetizzarsi anche in movimento.

Come raccontano il ricercatore Roger T. Hanlon e colleghi in un articolo da poco pubblicato sul Biological Bulletin, il Macrotitopus nuota mantenendo i propri tentacoli uniti e paralleli al corpo per imitare la forma del Bothus e si muove riproducendone i particolari movimenti a pochi centimetri di distanza dalle sabbie del fondale. Un’imitazione molto efficace, che secondo il team di ricerca consente al polpo di tenere alla larga i predatori.

Nonostante le numerose osservazioni compiute, i ricercatori non hanno ancora capito con precisione per quale motivo gli altri cacciatori dei mari si trattengano dall’attaccare gli esemplari di Macrotitopus per farne un buon pranzetto. Il gruppo guidato da Hanlon suppone che numerosi predatori di dimensioni inferiori rispetto al polpo, preda facile e morbida, non attacchino nel timore di avere a che fare con un pesce vero e proprio dotato di scheletro e dunque più difficile da addentare.

In una pentola l’acqua bolle a circa 100 °C e, per quanto sia alto il calore fornito, il liquido mantiene pressoché quella temperatura: il calore aggiuntivo aumenta unicamente la creazione di vapor d’acqua. La pentola a pressione è dotata di un particolare coperchio a incastro, che assicura una chiusura ermetica del recipiente. Il vapore che si produce durante l’ebollizione dell’acqua si accumula quindi all’interno della pentola, aumentando di conseguenza la pressione. Questo sbalzo fa salire il punto di ebollizione dell’acqua, che diventa quindi molto più calda riducendo il tempo di cottura complessivo per il cibo.

La pentola a pressione comunemente utilizzata in casa deriva dal “digestore a vapore” brevettato nel 1679 in Gran Bretagna dal fisico francese Denis Papin. Nei modelli moderni si forma una pressione doppia rispetto a quella dell’aria: ciò fa sì che l’acqua bolla a 122 °C e non più a 100 °C. Come ben sa chi la utilizza quotidianamente, la pentola a pressione si differenzia dalle sue “colleghe” soprattutto per il particolare coperchio, dotato di una guarnizione di gomma per assicurare una chiusura ermetica e trattenere quindi il vapore. Un foro cui è applicato un piccolo peso serve a equilibrare la pressione, in modo che il vapore in eccesso possa essere rilasciato dalla caldaia. Nel caso, molto raro, in cui questo meccanismo si inceppi, una valvola di sicurezza garantisce il rilascio del vapore prima che la pentola a pressione possa diventare pericolosa.

La rapidità assicurata da questa particolare pentola permette una cottura omogenea dei cibi, che generalmente mantengono inalterate molte sostanze nutrienti in più rispetto alla cottura tradizionale. Il gusto, però, talvolta ne risente…

La SIRS può essere causata da una infezione o da un grave trauma. Inizialmente si pensava che la fuoriuscita di batteri presenti nell’intestino potesse innescare la SIRS indotta dagli eventi traumatici. Alcune ricerche successive confutarono tale teoria, spostando così l’attenzione dei ricercatori verso i tessuti danneggiati e frantumati dai traumi.

Partendo da questi presupposti, Hauser e colleghi hanno ipotizzato che le molecole mitocondriali, gli organuli cellulari addetti alla produzione di energia, rilasciate dai tessuti danneggiati possano stimolare il sistema immunitario dei pazienti dando così il via alla SIRS. I mitocondri, del resto, sono dei lontani parenti dei batteri e furono assoldati dalle cellule per svolgere alcuni compiti molto importanti per la loro sopravvivenza. Secondo Hauser e colleghi, le molecole mitocondriali conserverebbero alcune similitudini con i batteri sufficienti per trarre in inganno il sistema immunitario e fargli credere di avere a che fare con una infezione vera e propria, spesso su larga scala.

Come gli altri organuli cellulari, i mitocondri trascorrono la loro esistenza all’interno della cellula e vivono dunque separati dal sistema immunitario, che solitamente identifica i possibili corpi estranei analizzando le membrane cellulari e non l’interno delle cellule. I tessuti gravemente danneggiati da un trauma potrebbero però rilasciare le molecole mitocondriali nel circolo sanguigno, destando così l’interesse degli anticorpi.

Insieme al proprio gruppo di ricerca, Hauser ha condotto una serie di analisi su una quindicina di pazienti con gravi traumi. L’indagine ha consentito di identificare una concentrazione di DNA mitocondriale nel sangue superiore di migliaia di volte rispetto al normale ed elevati livelli di peptidi mitocondriali. Successivamente, i ricercatori hanno notato come le molecole legate ai mitocondri siano effettivamente in grado di attivare le risposte solitamente messe in campo dal sistema immunitario per contrastare i batteri. Una serie di test condotti su alcuni topi di laboratorio ha fornito ulteriori evidenze: iniettando le molecole mitocondriali nel circolo sanguigno, i roditori hanno sviluppato patologie a carico del fegato e dei polmoni del tutto simili a quelle causate dalla SIRS.

La scoperta di Hauser e colleghi è stata da poco pubblicata sulla rivista scientifica Nature e potrebbe portare all’elaborazione di nuovi protocolli di cura per contrastare la SIRS. Nonostante l’importanza del lavoro da poco svolto, la strada per i ricercatori sarà ancora lunga e sarà condizionata dalla necessità di trovare un sistema per inibire il DNA mitocondriale senza causare danni al sistema immunitario.

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Immaginate di essere un moscerino della frutta di tre millimetri e di dover affrontare le turbolenze causate dal rapido movimento della mano di un Homo sapiens, intento a liberarsi della vostra invadenza. La quantità d’aria spostata destabilizza notevolmente il vostro assetto, eppure in meno di un decimo di secondo riuscite a orientare le vostre ali, fare perno su una di esse e compiere un’inversione a U verso la salvezza. Qual è il segreto di tanta abilità?

Secondo una recente ricerca condotta presso la Cornell University, gli esemplari di Drosophila compiono buona parte delle loro acrobazie in aria grazie a una notevole serie di riflessi. Queste risposte rapide e involontarie permettono ai moscerini della frutta di calibrare al meglio la forza da impiegare nel movimento delle ali per affrontare le turbolenze, recuperare l’assetto ed evitare atterraggi disastrosi.

L’utilizzo di tre telecamere ad alta velocità, in grado dunque di cogliere un maggior numero di dettagli per arco di tempo rispetto alla vista umana, ha consentito ai ricercatori di approfondire le conoscenze sul volo di questi piccoli insetti. Lo studio dei video realizzati ha messo in evidenza come i moscerini siano in grado di compiere notevoli virate regolando l’inclinazione delle loro ali di pochissimi gradi. L’opera di aggiustamento dell’assetto avviene in continuazione all’impressionante ritmo di 250 modifiche al secondo.

In una successiva serie di esperimenti, i ricercatori hanno applicato sul dorso di ogni moscerino un minuscolo magnete. Attivando un campo magnetico nell’area di volo degli insetti, il team di ricerca poteva così modificare improvvisamente la traiettoria di volo dei moscerini. Nonostante la perturbazione indotta dai magneti, gli insetti hanno dimostrato di essere in grado di recuperare rapidamente il loro assetto originale con una notevole precisione. Una manovra repentina che, secondo i ricercatori, può essere solamente frutto degli ottimi riflessi dei moscerini ed avvenire dunque in automatico. Merito di due piccoli organi sensoriali che influenzano rapidamente il movimento delle ali.

I risultati della ricerca condotta presso la Cornell University sono stati da poco pubblicati sulla rivista scientifica PNAS. Lo studio non solo consente di conoscere meglio i segreti del volo dei moscerini della frutta, ma potrebbe fornire nuovi indizi per comprendere alcuni passaggi dell’evoluzione degli insetti volanti, che centinaia di milioni di anni or sono contribuirono a diffondere le specie vegetali sul nostro Pianeta attraverso l’impollinazione.

NGC 346 - credit: ESO

Distante oltre 210mila anni luce, NGC 346 ha un’estensione pari a circa 200 anni luce ed è classificata come un ammasso di stelle, ovvero un insieme stellare nato dalla medesima nube di materia collassata. La regione della Piccola Nube di Magellano deve la propria luminosità ai gas presenti al suo interno “accesi” dalle stelle che giacciono nella nebulosa.

La maggior parte delle stelle di NGC 346 hanno un’eta giovane di pochi milioni di anni e si sono formate grazie ai violenti venti originati dall’esplosione di una stella massiva, che portò grandi quantità di materia a comprimersi fino a formare i nuovi corpi celesti. Il crogiolo di stelle è stato immortalato dal Wide Field Imager (WFI) del telescopio MPG/ESO dell’osservatorio di La Silla in Cile.

Grazie alla particolare definizione dell’immagine, resa possibile dall’utilizzo di un telescopio da 2,2 metri, gli astrofisici potranno approfondire le loro conoscenze sulle dinamiche che portano alla formazione di nuove stelle, comprendendo meglio i fenomeni che accendono il Cosmo.

Negli Stati Uniti, un decesso su cinque è causato dalla coronaropatia (CAD – Coronary Artery Disease), spesso causata dalla presenza di placche di grasso nelle arterie coronarie, i vasi che portano il sangue al cuore. Attraverso uno studio su larga scala condotto su alcune migliaia di volontari, nel 2007 alcuni ricercatori trovarono un collegamento tra la malattia e una sequenza non codificante presente nel cromosoma 9p21. La ricerca portò inoltre alcune evidenze che indicavano come gli individui in possesso di alcune particolari mutazioni in quella specifica sequenza di DNA spazzatura avessero maggiori probabilità di incorrere nella CAD.

Ripartendo dallo studio condotto nel 2007, Len Pennacchio (Lawrence Berkeley National Laboratory – California, USA) insieme al proprio team di ricercatori ha cercato di approfondire le conoscenze sulla particolare sequenza non codificante analizzando il suo equivalente nei topi. Il gruppo di ricerca ha così eliminato il segmento di DNA spazzatura dal patrimonio genetico delle cavie, notando una sensibile riduzione nell’espressione di due geni distanti circa 100mila paia di basi nella doppia spirale. La rimozione della sequenza oggetto di studio ha inoltre incrementato il tasso di mortalità rispetto al gruppo di controllo, con la comparsa in alcuni casi di tumori.

I due geni “depotenziati” a causa dell’eliminazione della porzione di DNA spazzatura sono Cdkn2a e Cdkn2b, due geni in grado di regolare i cicli cellulari e dunque controllare la proliferazione delle cellule nell’area del muscolo cardiaco e di alcuni altri tessuti. Nei topi privi della sequenza non codificante i ricercatori hanno notato una rapida moltiplicazione delle cellule, tale da poter ostruire il flusso sanguigno verso il cuore.

Nonostante quanto appurato sui topi vada ora verificato nell’organismo umano, la ricerca da poco pubblicata su Nature apre alcuni nuovi importanti scenari sul fronte dello studio della CAD. I ricercatori ipotizzano che gli individui con problemi legati all’espressione dei geni che controllano il ciclo delle cellule potrebbero soffrire di una eccessiva produzione di tessuti nelle arterie coronarie. Le cellule in eccesso potrebbero inspessire i vasi riducendo il flusso sanguigno verso il cuore e preparando dunque il terreno per un attacco cardiaco. Nei topi oggetto dell’esperimento non è stato, però, rilevato un accumulo di placche di grasso nelle arterie, mentre solitamente negli esseri umani la variante nel cromosoma 9p21 accresce la probabilità di un accumulo.

Stabilire con certezza un nesso tra 9p21 e la capacità di Cdkn2a e Cdkn2b di regolare i cicli cellulari richiederà ancora numerose ricerche e probabilmente molto tempo. Oltre ad aprire nuove strade per approfondire le conoscenze della CAD, la ricerca ha anche gettato nuova luce sul DNA non codificante che può incidere sui geni. Ritenuto al momento “spazzatura”, potrebbe presto rivelarsi molto prezioso per comprendere alcune dinamiche connesse all’espressione genica.

L’idea alla base del progetto è relativamente semplice e prevede la creazione di un perimetro impenetrabile per le zanzare, una sorta di zanzariera virtuale sorretta da una serie di pali. Su ogni palo viene collocata una fonte di luce LED che lavora nell’infrarosso e illumina un altro palo (alla distanza massima di 30 metri) rivestito da un materiale in grado di riflettere la luce verso lo fonte dove viene colta dall’obiettivo di una videocamera. La telecamera può così cogliere l’eventuale presenza di coni d’ombra nella luce di ritorno creati dalle zanzare in volo.

Quando un insetto volante entra nell’area di azione del dispositivo, il sistema invia un primo debole fascio di luce laser contro l’invasore per valutarne le dimensioni e la velocità del movimento delle ali. Tale soluzione consente di identificare le zanzare e lasciare in pace gli altri insetti innocui per l’uomo. Il livello di precisione è tale da consentire di distinguere anche tra zanzare di sesso maschile e femminile e di concentrare l’azione della contraerea sulle femmine, poiché sono le uniche che mordono l’uomo per rifocillarsi di sangue e trovare le energie per poi deporre le uova.

Identificato il target e appurato il campo libero, il sistema invia un fascio di luce laser maggiormente potente che colpisce la zanzara portandola rapidamente alla morte. L’intera operazione dura meno di un decimo di secondo. Il laser utilizzato è innocuo per l’uomo, ma al momento per precauzione il sistema funziona solamente in presenza dei coni d’ombra minuscoli creati dalle zanzare, mentre si arresta in presenza di ombre più estese come quelle proiettate dal corpo umano.

Il sistema in fase di sviluppo presso l’Intellectual Venture Lab appare forse un poco macchinoso, ma potrebbe rivelarsi un’utile alternativa ai sistemi attualmente utilizzati che prevedono l’impiego di deterrenti e insetticidi chimici o di difese passive spesso poco efficaci come zanzariere e tende. Sviluppato il dispositivo di base, i ricercatori cercheranno ora di ottimizzare i costi per la realizzazione del sistema, sperimentando nuove tipologie di laser per ridurre i consumi di energia e nuove batterie per estendere il più possibile l’autonomia della zanzariera laser.

Per sconfiggere la malaria sterminare le zanzare nei pressi delle aree abitate non sarà sufficiente. Un’altra sezione del laboratorio ha così deciso di mettere a punto una nuova sostanza tale da risultare più appetitosa per le zanzare rispetto al sangue umano. Una volta messa a punto, tale sostanza potrebbe essere inserita in apposite sacche rivestite da un materiale simile alla pelle umana per trarre meglio in inganno i famelici insetti. Il surrogato del sangue umano potrebbe inoltre contenere alcuni composti per rendere sterili le zanzare, riducendo così la proliferazione delle stesse in prossimità delle aree più popolose.

Trasmessa da alcuni vettori come le zanzare appartenenti al genere Anopheles, la malaria causa mediamente un milione di morti ogni anno. Ridurre le possibilità di rimanere preda di questi insetti potrebbe portare a una significativa riduzione delle centinaia di milioni di contagi che avvengono su base annua, specialmente nell’area dell’Africa tropicale.

P. aeruginosa è solitamente contrastato dal nostro sistema immunitario, tuttavia nei soggetti immunodepressi il batterio può causare serie infezioni e nei casi più estremi morte per setticemia. Debellare il bacillo con gli antibiotici non è semplice poiché la membrana cellulare dello stesso è sostanzialmente impenetrabile e dunque non consente sempre ai farmaci di entrare all’interno del batterio. Inoltre, gli antibiotici che superano questa cortina vengono spesso “disattivati” ed espulsi rendendo vana la terapia.

Determinato a trovare una soluzione per sconfiggere P. aeruginosa, il ricercatore John Robinson (Università di Zurigo, Svizzera) ha avviato uno studio in collaborazione con la società farmaceutica Polyphor per trovare il modo di imitare il comportamento di un sistema immunitario sano, che solitamente non lascia scampo al temibile batterio. Per vincere il bacillo, il nostro organismo utilizza un particolare tipo di peptidi in grado di attaccare la membrana di P. aeruginosa. Robinson e colleghi hanno così deciso di partire da questi formidabili strumenti di difesa per realizzare il nuovo farmaco, cercando inoltre di ovviare all’instabilità dei peptidi naturali in genere rapidamente distrutti dal nostro organismo perché potenzialmente tossici in alte dosi.

I ricercatori hanno creato una molecola sintetica, un peptidomimetico, in grado di compromettere le funzionalità della LptD, una particolare proteina batterica fino a ora non sfruttata per la creazione degli antibiotici. Per creare il peptidomimetico il team di ricerca è partito da un peptide già esistente e in grado di svolgere funzioni antimicrobiche, il protegrin-I. La molecola è stata opportunamente modificata per renderla in grado di legarsi alla LptD e non ai propri abituali obiettivi, rendendo così il peptidomimetico altamente specializzato e innocuo per le altre cellule poiché la proteina batterica LptD è presente solamente in P. aeruginosa.

Rimanendo all’esterno del batterio, la nuova molecola sintetica sfrutta LptD per veicolare all’interno di P. aeruginosa il principio attivo senza così incorrere negli altri sistemi di difesa del bacillo. Inoltre, a differenza dei peptidi naturali che in genere hanno vita breve all’interno del nostro organismo per mantenere un certo equilibrio, il nuovo peptidomimetico dura molto più a lungo poiché gli enzimi che disgregano i peptidi non riconoscono la molecola sintetica.

Il nuovo farmaco è stato sperimentato su una serie di cavie di laboratorio, affette da P. aeruginosa e destinate a morire per setticemia, dando risultati estremamente incoraggianti. Come scrivono gli autori nella ricerca da poco pubblicata sulla rivista scientifica Science, il nuovo antibiotico ha consentito di curare il 100% delle cavie e senza l’insorgenza di alcun apparente effetto collaterale. Inoltre, alcuni studi in vitro hanno messo in evidenza come il farmaco sia in grado di abbassare le difese del batterio a tal punto da consentire la somministrazione di altri antibiotici in combinata, rendendo la cura maggiormente efficace.

Salvo cambiamenti di programma, i primi trial clinici su esseri umani dovrebbero iniziare entro pochi mesi. Prima di avere a disposizione un simile farmaco occorreranno ancora molto tempo e numerosi test tesi a verificare la tossicità del composto, la presenza di eventuali effetti collaterali gravi e naturalmente l’efficacia della cura sull’organismo umano. La strada tracciata sembra essere promettente e potrebbe davvero disinnescare il pericoloso P. aeruginosa.

credit: NASA.gov

La fotografia mostra per la prima volta la vista offerta dal modulo Cupola da poco trasportato nello spazio e unito alla ISS. Cupola è stato costruito dall’italiana Thales Alenia Space, ha un diametro di circa 2 metri ed è alto un metro e mezzo circa. Grazie alle sei finestre laterali e all’oblò centrale, il modulo consentirà agli astronauti della ISS di effettuare alcuni controlli a vista della stazione spaziale, monitorare le fasi di attracco dei veicoli spaziali e offrirà naturalmente un punto di osservazione privilegiato per ammirare la Terra.

L’immagine da poco giunta dallo spazio ricorda l’inquadratura di un film di fantascienza anche a causa del panorama sullo sfondo. Il terreno di colore rosso ricorda il suolo marziano, ma è in realtà una porzione del Deserto del Sahara ripreso nel corso di una delle tante orbite compiute dalla ISS intorno al nostro pianeta. Lassù, gli astronauti della Stazione Spaziale Internazionale compiono 15,72 orbite intorno alla Terra al giorno. Gli spunti per l’osservazione dal modulo Cupola non mancheranno di certo.

Secondo un recente studio, infatti, gli alberi trasporterebbero il metano prodotto dai microorganismi che vivono nel suolo dalle radici alle foglie, liberando infine il gas nell’atmosfera. Tale condizione spiegherebbe come mai le quantità di metano rilevate tendono ad aumentare più del previsto nelle aree tropicali umide, dove le zone paludose favoriscono i processi di decomposizione in ambiente anaerobico del materiale organico, ovvero la formazione del gas naturale.

Guidato dal ricercatore Andrew Rice (Portland State University, Oregon – USA), un team di ricerca ha misurato i flussi di gas metano in tre specie differenti di albero, precedentemente immersi parzialmente in acqua per creare le condizioni ideali per la formazione del metano da parte dei microorganismi. Lo studio ha consentito di rilevare l’effettivo passaggio del metano all’interno delle piante, dalle radici alle foglie, fino al rilascio del gas nell’ambiente circostante. Gli alberi utilizzati nell’esperimento si sono comportati come una sorta di ciminiera, creando una valvola di sfogo per il gas naturale prodotto nei pressi delle loro radici dai microorganismi.

Benché il tema sia ancora controverso, secondo Rice le ultime evidenze riscontrate attraverso i test non escludono completamente la possibilità che le piante stesse siano in grado di produrre metano in presenza di ossigeno. A una certa intensità e con una determinata lunghezza d’onda, la luce può portare a una particolare reazione che scatena la produzione di metano, come era stato messo in evidenza dal discusso studio del 2006.

Inoltre, le caratteristiche del metano trasportato dagli alberi si sono rivelate del tutto simili a quelle delle emissioni di metano rilevate nel corso degli esperimenti condotti per constatare la produzione di metano attraverso processi aerobici. Secondo Rice e colleghi, distinguere tra il metano semplicemente trasportato dalle piante da quello potenzialmente prodotto dalle stesse potrebbe rivelarsi un’impresa difficilmente praticabile.

Lo studio, da poco pubblicato su Geophysical Research Letters, aggiunge alcuni nuovi importanti tasselli per comprendere le dinamiche legate alle concentrazioni di metano nella nostra atmosfera e di conseguenza migliorare i modelli matematici per lo studio dei cambiamenti climatici.