finesettimana #41
17 luglio 2021
a cura di Chiara Sabelli

Buon sabato,
questa settimana parliamo delle alluvioni nel nordovest della Germania, di come la pandemia cambierà la scienza, del piano UE per la transizione ecologica, di un orologio che misuri l'età biologica a partire dallo stato infiammatorio, dei finanziamenti francesi per la scienza aperta e diamo gli ultimi aggiornamenti su Covid-19.
L'approfondimento di questa settimana riguarda due algoritmi che prevedono la struttura tridimensionale delle proteine con un'accuratezza paragonabile a quella sperimentale. I dettagli di questi algoritmi sono stati pubblicati questa settimana su Nature e Science e i codici per utilizzarli sono ora a disposizione dei ricercatori di tutto il mondo. Ne abbiamo parlato con Matteo Dal Peraro, biofisico all’École Polytechnique Fédérale de Lausanne dove dirige il Laboratory for Biomolecular Modeling, e Massimo Domenico Sammito, bioinformatico che lavora per la società biomedica PhoreMost a Cambridge.
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SEI PEZZI BELLI

1 Le alluvioni in Germania sono l'ennesimo segno che il cambiamento climatico intensifica la frequenza di eventi meteo estremi
Per stabilire quanto il cambiamento climatico sia responsabile delle terribili alluvioni che si sono abbattute sulla Germania nordoccidentale sarà necessario aspettare che i ricercatori analizzino i dati. Ma gli scienziati concordano che la tendenza è chiara: questo tipo di eventi saranno sempre più frequenti a causa del riscaldamento globale. Una prima ragione è che l'aumento delle temperature medie fa sì che l'atmosfera trattenga più umidità, aumentando l'intensità delle precipitazioni. La seconda ragione è che la diminuzione della differenza tra le temperature delle zone settentrionali e meridionali dell'emisfero nord rallenta le correnti d'aria negli strati alti dell'atmosfera e dunque i temporali si muovono più lentamente. Il temporale che ha causato le alluvioni dei giorni scorsi era praticamente stazionario. Questa seconda dinamica sarebbe anche uno dei fattori che ha scatenato l'onda di calore registrata nelle scorse settimane sulle coste occidentali di Stati Uniti e Canada. Tuttavia, nel caso delle alluvioni la topografia dei territori può fare la differenza. Nei Paesi Bassi l'impatto dei temporali è stato contenuto grazie agli interventi di abbassamento del letto dei fiumi effettuati negli anni Novanta [The New York Times]

2 La pandemia di Covid-19 cambierà la scienza? Ecco come è andata con le precedenti epidemie
Le epidemie del passato hanno lasciato tracce più o meno importanti nella ricerca medica e scientifica, nella gestione della sanità pubblica e anche nella comunicazione tra ricercatori. La peste bubbonica che colpì l'Europa a partire dagli anni Quaranta del milletrecento portò grandi cambiamenti, dall'istituzione dei registri di mortalità, alla redazione di trattati che descrivevano le manifestazioni della malattia e i potenziali trattamenti, fino alla costruzione di ospedali dedicati agli infetti dove isolarli dal resto della società, misure di distanziamento sociale e tracciamento dei contatti. L'epidemia di colera che colpì New York nel 1800 mise in luce il fatto che i più vulnerabili alla malattia erano coloro che vivevano nelle condizioni socioeconomiche più difficili e spinse a istituire un comitato metropolitano per la salute pubblica che di fatto fu il precursore dell'Organizzazione Mondiale della Sanità. Al contrario, l'influenza spagnola venne come dimenticata, forse perché arrivata in coincidenza con la prima guerra mondiale. L'epidemia di HIV/AIDS invece generò grandi cambiamenti soprattutto riguardo all'accessibilità di farmaci sperimentali e questo soprattutto grazie ai pazienti-attivisti che seppero mobilitare l'opinione pubblica e fare pressione sulle istituzioni. Cosa succederà con Covid-19? [Science]

3 L'Unione Europea ha presentato il suo ambizioso piano per il clima
Mercoledì l'UE ha reso pubblico il pacchetto di misure denominato "Fit to 55" con cui traccia gli interventi necessari per rispettare l'obiettivo di riduzione delle emissioni su cui si è impegnata, ovvero arrivare nel 2030 a emettere il 55% in meno dell'anidride carbonica che emetteva nel 1990. Nei primi 30 anni trascorsi la riduzione ha raggiunto circa il 24%, dunque rispettare l'obiettivo è una sfida estremamente ambiziosa. L'Unione prevede di farcela inasprendo i limiti di emissione sul settore dei trasporti, di fatto bandendo la vendita di automobili a benzina e diesel dal 2035, tassando le compagnie aeree sulla base del carburante utilizzato, istituendo una tassa sulle importazioni di materiali come cemento, alluminio e fertilizzanti, richiedendo una crescita incisiva dell'energia prodotta da fonti rinnovabili in tutti i paesi membri e l'ammodernamento degli edifici per renderli più efficienti. Le misure graveranno su tutti i cittadini europei, prima di tutto con l'aumento delle bollette, e dunque richiedono grande attenzione verso i gruppi socioeconomici più vulnerabili [BBC]

4 Un orologio che misura l'età biologica sulla base del livello di infiammazione cronica
Si chiama iAge ed è stato sviluppato da un gruppo di ricercatori della Stanford University per misurare il livello di infiammazione e da questo prevedere la probabilità che si sviluppino patologie legate all'invecchiamento. Al cuore di iAge c'è un algoritmo di machine learning che è stato allenato sul database costruito analizzando i campioni di sangue raccolti dal 1000 Immunomes Project. Usando l'età anagrafica dei partecipanti e le loro condizioni di salute, l'algoritmo di machine learning ha individuato i biomarcatori più strettamente legati agli stati infiammatori. Questo approccio sembra più promettente di quello basato sull'analisi dei cambiamenti epigenetici del DNA sperimentato in passato e, inoltre, offrirebbe anche delle soluzioni per intervenire tramite farmaci anti-infiammatori mirati [Nature]

5 La Francia finanzia con 45 milioni di euro la scienza aperta
La ministra francese dell'università, ricerca e innovazione Frédérique Vidal ha annunciato il 6 luglio che il secondo piano quinquennale per la scienza aperta riceverà un finanziamento triplo rispetto al primo e pari a 45 milioni di euro. Il piano servirà a finanziare non solo la pubblicazione dei risultati di ricerca in formato open access, ma anche a favorire la condivisione di software e dati tramite l'iniziativa Software Heirtage [Le Monde]

6 Aggiornamenti COVID-19
   × La Tunisia in ginocchio per il Covid: la diaspora si mobilita [France Inter]
   × In Francia introdotto l'obbligo vaccinale per i sanitari, esteso il passaporto sanitario per l'ingresso in ristoranti, bar e treni a partire da agosto e annunciata la fine dei test PCR gratuiti dall'autunno. L'obiettivo è spingere alla vaccinazione completa quante più persone possibile per far fronte alla nuova ondata dei contagi guidata dalla diffusione della variante Delta [Le Monde]
   × In un summit online, i firmatari della lettera pubblicata la scorsa settimana su Lancet e indirizzata al governo britannico, hanno definito la decisione di rimuovere ogni restrizione da lunedì 19 luglio una minaccia per il mondo intero vista la centralità del paese nella rete dei trasporti internazionali [The Citizens]
   × Quanti bambini vanno incontro alla sindrome post Covid? Gli studi effettuati nel mondo indicano percentuali anche molto diverse fra loro, raffinare questa stima è pero fondamentale ora che l'incidenza dell'infezione sta aumentando tra i più giovani [Nature]
   × In Italia l'incidenza settimanale del contagio è passata da 11 casi ogni 100 000 persone a 19 casi ogni 100 000 persone, con l'indice di riproduzione netto dell'epidemia che ha superato 1 in diverse regioni [Ministero della Salute]
   × I dati raccolti dall'Istituto Superiore di Sanità nel periodo dal 4 aprile all'11 luglio, indicano un'elevata efficacia del ciclo completo di vaccinazione nel proteggere dall'infezione sintomatica, l'ospedalizzazione e la morte in tutte le fasce d'età [Istituto Superiore di Sanità]

PROTEIN FOLDING PER TUTTI

Le proteine sono le molecole fondamentali per i processi biologici e la loro struttura tridimensionale, cioè il modo in cui gli aminoacidi che le compongono sono distribuiti nello spazio, è strettamente legata alle funzioni che svolgono. Conoscere questa struttura è un compito tutt’altro che semplice. Sperimentalmente può essere estremamente oneroso e in alcuni casi impossibile. Da cinquant’anni gli scienziati cercano di sviluppare dei metodi computazionali, che inferiscano la struttura a partire dalla sequenza di aminoacidi che costituiscono la proteina. Ora la soluzione potrebbe essere a portata di mano, e non di pochi ricercatori ma della comunità intera.

In due articoli pubblicati giovedì su Nature e Science, la società londinese DeepMind specializzata in tecniche di deep learning e un gruppo di ricercatori guidato da David Baker, biologo strutturale della University of Washington, hanno descritto due algoritmi basati su reti neurali profonde che prevedono in modo estremamente accurato la struttura delle proteine a partire dalle sequenze di aminoacidi. In alcuni casi la loro precisione è confrontabile con quella delle strutture misurate sperimentalmente tramite la cristallografia a raggi X o la criomicroscopia elettronica. Contestualmente hanno messo a disposizione gratuitamente il codice per il calcolo di queste strutture, anche se con alcune differenze dal punto di vista dell’accessibilità. Continua a leggere su Scienza in rete

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