Science, 24 Sep 93, Vol. 261, pg. 1769 - Constance Holden- Nel 1991 gli stranieri che seguivano le scuole superiori negli USA erano il 25% del totale e per i Ph. D. questa percentuale saliva al 60% per l’ingegneria e al 50 % per la matematica. Gli studenti stranieri sono generalmente selezionati in partenza, finiscono i loro studi più presto e sono un po’ meglio preparati, ma trovano sempre più difficoltà nel trovare lavoro.
Science, 24 Sep 93, Vol. 261, pg. 1774 - Dennis Normile - Compagnie fra le più note in Giappone come Toyota, Sony, Hitachi, Toshiba, assumono stranieri fra il loro personale specie in ambiente R&D. Naturalmente il maggiore problema è la lingua e l’aderire rigidamente alle procedure di ditta. Spesso gli stranieri avvertono anche dopo diversi anni di essere trattati come ospiti speciali piuttosto che come colleghi e più per dare un’atmosfera internazionale al laboratorio. Le differenze culturali rimangono sempre forti.
Science, 24 Sep 93, Vol. 261, pg. 1776 - Peter Aldhous - Il mercato europeo esercita una certa attrazione sui ricercatori americani se sono disposti ad adattarsi ad una diversa cultura e magari accettare un salario più basso per una maggiore sicurezza nel lavoro dovuta ad una maggiore stabilità nei finanziamenti. I gruppi di lavoro sono più piccoli, ma lo stile è più collaborativo. In questo momento la maggiore attrazione viene esercitata dal CERN di Ginevra particolarmente in ambito LEP (Large Electron-Positron) collider nella previsione che venga cancellato il programma SSC.
Science, 15 Oct 93, Vol. 262, pg. 348 -June Kinoshita - Negli ultimi 10 anni si è assistito al ritorno in patria della maggioranza dei migliori elementi della popolazione studentesca dei quattro stati asiatici noti come “le Tigri”: Sud Corea, Taiwan, Hong Kong e Singapore. Sono infatti aumentate le opportunità in patria dove oggi si spendono circa 80000 US$ l’anno in ricerca cioè circa 2/3 di quanto si spende in Giappone e più della metà degli USA.
Science, 15 Oct 93, Vol. 262, pg. 351 - Dennis Normile - Nel 1992 48561 studenti stranieri hanno seguito corsi in Giappone ed il 71% provenivano dall’Asia. L’afflusso è stato quattro volte superiore a quello di 10 anni prima.
Science, 27 May 94, Vol. 264, pg. 1262 - Peter Aldhous - La crisi economica in Russia sta portando la comunità scientifica russa al disgregamento. L’aiuto e la collaborazione dei paesi occidentali non può essere sovrastimato e rimane l’incertezza se questi programmi comuni possono sostenere fino al momento in cui il governo si prenderà di nuovo cura della ricerca. Oggi il finanziamento della ricerca è affidato ad un’agenzia creata nel 1992 nello stile occidentale, nota come Foundation for Basic Research (FBR), che supporta circa 6000 progetti con un finanziamento previsto di 5500 US$ l’anno ciascuno, ma l’anno scorso ha ricevuto solo il 60% di questo finanziamento. Molti gruppi di ricerca sono a rischio di chiusura strangolati dai soli costi di salario e gestione. I canali di collaborazione con l’occidente avvengono oggi tramite la International Science Foundation (ISF), creata in USA dal finanziere George Soros, e l’ente INTAS della Comunità Europea.
Science, 27 May 94, Vol. 264, pg. 1264 - Peter Aldhous - Nel campo della biologia i Russi possiedono oggi degli esperti di biologia molecolare di alto livello. Benché meno noti dei loro colleghi fisici e matematici, sono stati avvantaggiati dal fatto che i loro gruppi di ricerca necessitano di modesti finanziamenti. Al tempo di Stalin, negli anni ‘40 e ‘50, la genetica in Russia subì la nefasta influenza del presidente dell’Accademia Sovietica dell’Agricoltura Trofim Lysenko sostenitore delle teorie Lamarckiane, secondo cui le caratteristiche acquisite dall’ambiente potevano passare alle generazioni seguenti, gli oppositori seguaci della genetica Mendeliana riempirono i gulag o rimasero nascosti. Nonostante ciò l’Istituto di Genetica Molecolare di Mosca fondato nel 1959 fu dall’inizio all’avanguardia nello studio della genetica molecolare e della struttura del DNA.
Science, 27 May 94, Vol. 264, pg. 1268 - Daniel Clery - La città di Protvino, a circa 100 Km da Mosca, è una vera città della scienza con 40000 abitanti ed alcune migliaia di fisici ed ingegneri che lavorano presso l’Istituto di Fisica di Alta Energia, ed è uno dei maggiori centri di acceleratori. Oggi la mancanza di finanziamenti ha bloccato le attività e Protvino potrebbe trasformarsi in una città fantasma. La reputazione dei fisici russi è stata sempre alta, basta pensare al premio Nobel Kapitza, che fra gli anni ‘20 e ‘30 lavorò per 13 anni a Cambridge. I fisici russi fecero esplodere la prima bomba atomica nel 1949 e la prima ad idrogeno nel 1953. I fisici russi hanno realizzato i più potenti acceleratori del mondo come il Synchrociclotrone da 480 MeV di Dubna nel 1968. Nel 1956 fu creato l’Istituto Riunito per la Ricerca Nucleare in un’area isolata fra il Volga, la Dubna ed il Canale di Mosca, qui fu realizzato il Synchrophasotron, un nuovo collisore da 10 GeV ancora in uso. L’Istituto è ora un’interfaccia fra Est ed Ovest. Un punto di forza è ancora la forte tradizione nel campo della fisica teorica che può ancora sopravvivere con poche risorse.
Science, 27 May 94, Vol. 264, pg. 1271 - Daniel Clery - La Russia mantiene ancora una stazione spaziale abitata ed esegue ogni anno più lanci di tutto il resto del mondo. Il centro nervoso della scienza spaziale russa è l’Istituto per le Ricerche Spaziali (IKI) di Mosca e la collaborazione con la agenzie occidentali è il punto di forza per la sua sopravvivenza. IKI programma ora solo un’importante missione all’anno: quest’anno si studierà l’interazione del Sole con l’atmosfera e la magnetosfera terrestre; nel 1995 è previsto il multi telescopio Spectrum-X-Gamma. La missione Mars 94, poi spostata al 96, è ora rinviata al 98 ed avrà il contributo di 20 nazioni. La sonda orbiterà per eseguire la mappatura del pianeta e verranno inviati sulla superficie due piccole sonde con sensori e due penetratori che affonderanno fino a 6 m di profondità. Anche la stazione spaziale MIR è destinata ad inserirsi nel programma comune fra Russia ed USA.
Science, 27 May 94, Vol. 264, pg. 1275 - Richard Stone - L’Istituto Internazionale di Matematica Eulero in S. Pietroburgo è stato fondato nel 1989 dall’Accademia Sovietica delle Scienze per frenare l’emorragia di matematici di talento verso l’ovest avvenuta negli ultimi 5 anni. Solo 5 anni fa la comunità matematica russa era una delle più forti nel mondo, poiché la matematica non era considerata importante dal punto di vista ideologico, questa comunità divenne un porto sicuro per molti, specie per i giudei; nel 1968 la politica antisemitica del governo tolse ai giudei ogni prospettiva di carriera, ma per un altro verso le restrizioni all’espatrio tennero unita la comunità. Con l’avvento di Mikhail Gorbachev e l’apertura delle frontiere, negli ultimi 5 anni almeno la metà dei 200 maggiori matematici di Mosca sono espatriati. La maggiore preoccupazione riguarda le prossime generazioni perché molti giovani si danno agli affari o seguono i corsi di matematica con l’idea che poi più facilmente potranno lavorare negli USA.
Science, 23 Sep 94, Vol. 265, pg. 1911 - Richard Stone - Dal 1989 al 1991 negli USA si è avuta una riduzione di assunzioni di Ph.D. nelle accademie per attività di ricerca mentre l’industria ha quasi mantenuto i suoi incrementi, ma il tipo di persone che l’industria ricerca non è necessariamente lo stesso delle accademie. L’industria richiede persone capaci di lavorare in team e buoni comunicatori, capaci nella negoziazione e creativi, la leadership è più importante del numero di pubblicazioni.
Science, 23 Sep 94, Vol. 265, pg. 1931 - Sheila Tobias - Una ricerca è stata condotta in USA negli anni accademici 1992-93 sulla ricerca di lavoro di giovani graduati in chimica e fisiologia. Delle 268 schede raccolte, tutte riguardavano persone al di sotto dei 45 anni e 17% erano donne. Il tempo medio di ricerca di un lavoro è stato di 18 mesi. Molti sono disillusi dalla nuova realtà, le richieste sono orientate a candidati quasi perfetti e tutto è basato sulle impressioni personali dell’intervistatore, nessuno chiede ciò a cui aspira l’intervistato e, anche se richiesti, gli intervistatori rifiutano di dire i motivi di un risultato negativo per paura di azioni legali. Nella ricerca del lavoro nessuna nuova è sempre indice di risultato negativo.
Science, 4 Nov 94, Vol. 266, pg. 735 - Mary Lowe Good - Nell’agosto ‘94 la Casa Bianca ha pubblicato un rapporto dal titolo “Science in the National Interest” sulla politica per la scienza. Uno degli obiettivi principali è quello di produrre i migliori scienziati ed ingegneri per il secolo XXI. Fra gli attributi principali di questa élite è la versatilità, la volontà di applicarsi in un ampio campo di orientamenti, la capacità di lavorare in gruppo e di integrare scienza e tecnologia per andare incontro alle esigenze dell’industria e di altri settori. Questa politica deve basarsi su tre punti chiave: 1) istruzione ed insegnamento devono essere la missione principale delle istituzioni accademiche; 2) il Governo federale deve supportare questa funzione di educazione ed insegnamento; 3) l’educazione universitaria deve riflettere i profondi cambiamenti dell’economia e del mercato del lavoro.
Science, 9 Dec 94, Vol. 266, pg. 1623 - Philip H. Abelson (Editorial) - Dalla fine della II Guerra Mondiale fino alla fine degli anni ‘70 gli USA hanno dominato nel campo della R&D, delle tecnologie e dell’industria. Negli ultimi 15 anni è emersa una forte competizione a livello mondiale portando l’industria a ricercare obiettivi a breve termine per essere primi nel mercato; per questo molte multinazionali hanno creato laboratori di ricerca all’estero. Oggi gli USA competono bene nei campi delle alte tecnologie innovative ed hanno ripreso al Giappone il primato nel campo dei semiconduttori. Le nazioni emergenti dell’Asia stanno diventando forti nel mercato delle basse ed alte tecnologie. Nel 1990 6 paesi asiatici, incluso il Giappone hanno graduato 250000 ingegneri mentre negli USA ne sono stati graduati 65000. Dal 1981 al 1991 la percentuale dei Ph.D. stranieri graduati negli USA è passata dal 40% al 55% per un totale di 5000. La metà di questi rimangono ancora negli USA, ma vanno aumentando le opportunità di impiego nei paesi di origine.
Science, 6 Oct 95, Vol. 270, pg, 121 - Constance Holden - Dopo anni di espansione si parla di una riduzione del numero dei Ph.D. che escono dalle università. Ci si orienta anche a cambiare il tipo di educazione per renderli più appetibili dal mercato con una minore specializzazione e con orientamento a carriere non di ricerca. Attualmente il numero di Ph.D. eccede la domanda del 22%.
Science, 6 Oct 95, Vol. 270, pg, 133 - Jocelyn Kaiser - Una proporzione crescente di Ph.D. finisce con il lavorare negli affari e nell’industria: nel 1977 era il 26%, nel 1991 il 35%, ma l’addestramento accademico non è tagliato per la R&D industriale e molti professori sono contrari a programmi con orientamento pratico: un buon ricercatore non ha difficoltà ad affrontare anche gli affari e si può addestrare successivamente. L’industria richiede persone che siano capaci di gestire un budget, ma per molti studenti è un mistero come si possa fare della scienza in un ambiente industriale.
Science, 13 Oct 95, Vol. 270, pg, 247 - Eli M. Noam - L’insegnamento ha tre fondamentali obiettivi: 1) creare la conoscenza; 2) preservare l’informazione; 3) trasmettere questa informazione agli altri. Da 5000 a 8000 anni fa i preti furono i primi specialisti nel produrre e preservare le informazioni e, poiché la sola memoria non era efficiente per tramandare le informazioni, fu inventata la scrittura. Sotto il re assiro Assurbanipal (668 - 627 a.C.) la biblioteca di Ninive raccolse circa 10000 tavolette. La più grande biblioteca dell’antichità fu quella di Alessandria che raccolse 700000 volumi. Il sistema educativo è rimasto stabile negli ultimi 2500 anni, ma ora sta arrivando al collasso. La maggior parte delle branche scientifiche si sono sviluppate in modo esponenziale raddoppiando la loro produzione ogni 10 - 15 anni. L’espansione dell’universo delle conoscenze porta alla specializzazione spinta ed alla lunga non può essere sostenuto né dal punto di vista economico né da quello organizzativo. L’accumulo di informazioni da parte delle università è oggi devoluto ai sistemi elettronici con accesso elettronico nel modo più anonimo. La funzione di insegnamento poi è oggi sotto stress. Anche qui l’alternativa ai campus universitari potrà essere l’accesso elettronico con video server a lezioni memorizzate, interattive con hypertesti e video-computer-conferences con programmi di traduzione per le lingue, ma il ruolo delle università come punto di incontro, socializzazione, interazione diretta è insostituibile. L’università è ancora più importante per la validazione delle informazioni per un riferimento sicuro di fronte alla loro crescita esplosiva. L’evoluzione dell’università dipende dall’effetto a lungo termine delle nuove tecnologie che è sempre difficile da stimare.
Science, 17 Nov 95, Vol. 270, pg. 1108 - Andrew Lawler - Il taglio nel budget della NASA di 2 miliardi di US$ su 14 per i prossimi 5 anni porterà ad una riduzione del personale impegnato da 23000 a 17500 unità. Questo fatto costringe la NASA a riorganizzarsi. L’amministratore della NASA Daniel Goldin preferisce ridurre il personale piuttosto che tagliare i programmi chiamando a collaborare corporation private, trasformando diversi centri della NASA in istituti scientifici più strettamente legati alle università e riducendo le dimensioni dei centri direzionali. Attualmente la NASA è costituita dai seguenti otto centri:
Goddard Space Flight Center (di gran lunga il più grande);
Jet Propulsion Laboratory (quarto in ordine di dimensioni);
Ames Research Center (secondo per dimensioni, ma circa un quarto del Goddard);
Langley Research Center (settimo per dimensioni si interessa solo di scienze della Terra);
Lewis Research Center (sesto per dimensioni si interessa solo di ricerche di microgravità);
Johnson Space Center (quinto per dimensioni);
Kennedy Space Center (ultimo per dimensioni);
Marshall Space Flight Center (terzo per dimensioni).
La maggior parte si interessano di molte branche di ricerca: Space science, Astrophysics, Planetary sciences, Microgravity science, Life science ed Earth science.
Science, 17 Nov 95, Vol. 270, pg. 1134 - Jeffrey Mervis - Ricerca e Sviluppo in Cina è attualmente dispersa in molteplici istituzioni controllate da una complessa burocrazia con uffici diversi per il finanziamento, l’amministrazione e la valutazione del lavoro svolto. I dati della State Science and Technology Commission (SSTC) forniscono per il 1993 un totale di 640000 persone dedicate a R&D fra cui 48000 scienziati ed ingegneri. La Cina ha speso nel 1993 7,5 miliardi di US$ in scienza e tecnologie. Le principali organizzazioni sono il CAS (Chinese Academy of Science) focalizzata nella ricerca, i vari ministeri che finanziano sviluppi finalizzati e la National Natural Science Foundation of China (NSFC) fondata nel 1985 attualmente la più dinamica. I gruppi accademici più noti, classificati dall’Institute of Scientific Information in Philadelphia secondo il numero di citazioni ricevute è il seguente:
| Beijing University, la più nota; | Shandong University, Jinan; |
| Nanjing University; | Wuhan University; |
| University of Science and Technology of China, Hefei; | Jilin University: |
| Fudan University, Shanghai; | Shanghai medical University; |
| Quinghua University, Beijing; | Zhejiang Univrsity; |
| Lanzhou University; | Beijing Medical University. |
| Nankai University, Tianjin; |
Science, 17 Nov 95, Vol. 270, pg. 1153 - Zhou Guangzhao (Presidente del CAS) - L’Accademia Cinese delle Scienze (CAS) è stata fondata nel 1949, come la principale istituzione per l’insegnamento e la ricerca, e controlla 123 istituzioni. L’anno scorso il CAS ha speso 325 milioni di US$ distribuiti come segue: 30% per la ricerca di base, 30% per la popolazione, risorse ed ambiente e 40% per lo sviluppo tecnologico. Il maggiore sforzo è rivolto alla ricerca applicata ed allo sviluppo; il budget si è più che raddoppiato negli ultimi 10 anni, ma la maggior parte di questo incremento è stato eroso dall’inflazione; oggi metà del budget proviene da attività competitive.
Science, 24 May 96, Vol. 272, pg. 1090 - June Kinoshita - Il 1 luglio 1997 la città di Hong Kong passerà sotto il controllo del governo cinese. La politica del “one Country two Systems” dovrebbe permettere ai locali di mantenere il controllo degli affari interni portando Hong Kong ad assumere il ruolo di ponte economico con il mondo esterno. La nuova Hong Kong University of Science and Technology (HKUST), che fino a questo momento si è dedicata all’insegnamento british-style, si è creata una nicchia in campo matematico ed in quello biochimico. La spesa per R&D dall’attuale valore di 0,1% del PIL dovrà passare a 1% o 2% entro il 2000. Punti di forza dell’economia potranno essere il mercato globale delle telecomunicazioni ed il ruolo di attrazione per industrie multinazionali ad alta tecnologia per prodotti di consumo da riversare nel mercato cinese.
Science, 5 Jul 96, Vol. 273, pg. 13 - Li Peng, chinese premier (Editorial) - Da 18 anni la Cina si è aperta al resto del mondo e l’economia nazionale si sta sviluppando con un tasso annuale del 9%. Per i prossimi 5 anni si prevede un tasso di sviluppo del 7 o 8% ed un 7% nel prossimo secolo. Per il sostegno ad un tale rapido sviluppo è però necessaria la cooperazione internazionale. Molti infatti sono i problemi che la Cina non può risolvere da sola. Il programma di istruzione obbligatoria fino a 9 anni è partito nel 1985, ma non è stato raggiunto e si raggiungerà all’85% nel 2000; in alcune aree si potrà raggiungere limitatamente ai 6 anni di istruzione obbligatoria. Nelle regioni costiere il programma è più avanzato, ma nelle regioni del centro ed occidentali è molto indietro. La Cina ha ancora 65 milioni di persone in assoluta povertà. Le grandi risorse del sottosuolo non si potranno sviluppare senza la scienza, la tecnologia e l’educazione. Il più grande problema della Cina è però l’agricoltura. In Cina il 7% del terreno coltivabile di tutto il mondo deve alimentare il 22% della popolazione e c’è anche penuria di acqua. Attualmente solo 1/3 del terreno coltivabile ha una resa alta, gli altri 2/3 hanno resa media o bassa e per sviluppare l’agricoltura sono necessarie insieme tecniche pratiche ed alta tecnologia. La Cina ha inoltre una popolazione che aumenta ogni anno di 13 milioni nonostante la rigida pianificazione familiare. La ricerca scientifica è ancora affidata all’Accademia Cinese delle Scienze secondo il vecchio modello sovietico mentre nei paesi sviluppati la ricerca viene condotta soprattutto dalle università e dalle industrie.
Science, 26 Jul 96, Vol. 273, pg. 445 - Philip H. Abelson - Per 30 anni, dopo la Seconda Guerra Mondiale, gli USA sono stati alla guida della tecnologia nel mondo. Ora con l’aumento della competitività i tempi d’oro della ricerca di base sono finiti. Nel 1988 il supporto alla ricerca a lungo termine era il 6% della spesa dell’industria per R&D, nel 1994 è disceso a 1,8%. Secondo il Critical Technology Update del 1994, su 94 tecnologie critiche gli USA avevano una posizione forte in 31 ed erano competitive su 42. Tuttavia la posizione USA si è atrofizzata in quella più cruciale: l’energia. L’America oggi importa per metà del suo consumo, negli ultimi 20 anni non sono state più costruite nuove raffinerie e nell’ultima decade non è stato emesso alcun contratto per nuovi reattori nucleari. Intanto il bilancio delle esportazioni nel 1995 è negativo per 175 miliardi di US$. Causa di questo sbilancio sono gli stati dell’Asia dell’est, Corea del Sud e Taiwan, ed altri si affacciano come Cina, Indonesia, Malesia e Singapore. Nuove frontiere di tecnologie si aprono nella scienza dei materiali, nella chimica dei cluster, nelle applicazioni del laser e della fisica del plasma. C’è una grande richiesta di nuovi potenti strumenti di misura in medicina e chimica. Le scienze biologiche hanno aperto vasti campi di applicazione e nuove opportunità si trovano per aumentare la disponibilità di cibo, energia e materie prime agendo sul genoma delle piante. Si prevede che i fondi federali tenderanno a diminuire sostanzialmente nel futuro, ma è necessario che le università curino la loro funzione di produrre personale con elevato livello culturale e che, in previsione di una futura crisi energetica, il DOE destini molti dei suoi sforzi ai combustibili liquidi.
Science, 9 Aug 96, Vol. 273, pg. 741 - Random Samples - L’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) dal 26 luglio scorso ha un nuovo capo: l’Ing. Sergio De Jiulio dell’università di Calabria, esperto di innovazione ed informatica che ha ottenuto il Ph.D. dall’università di Los Angeles. Egli dovrà riportare al pareggio l’Agenzia che ha oggi 650 milioni di US$ di debito. Il governo dovrà riorganizzare l’Agenzia e varare nuove leggi per reggerla, ma per il momento non ci sono azioni in corso.
Science, 22 Nov 96, Vol. 274, pg. 1296 - Gretchen Vogel - Uno studio internazionale sui successi ottenuti nelle scienze e nella matematica dagli studenti di 45 paesi e 30 lingue su 5 livelli scolastici ha dato dei risultati sconcertanti. Si è visto che la spesa pro capite per l’insegnamento non è in alcun modo correlata con il successo. In testa alla classifica si trova Singapore seguita dalla Repubblica Ceca, dalla Corea del Sud e dal Giappone, gli studenti sudafricani si trovano al livello più basso. In ogni paese l’ambiente familiare ha una significativa influenza sui risultati e così anche il livello di educazione dei parenti. Ciò che fa la differenza è come il materiale educativo viene presentato; negli USA si insegnano troppi argomenti e si privano gli studenti della possibilità di studiare un argomento in profondità.
Science, 28 Mar 97, Vol. 275, pg. 1871 - Susan Biggin - La scorsa settimana il ministro italiano della Scienza, Luigi Berlinguer, ha nominato capo del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) Luigi Bianco, un ingegnere informatico relativamente sconosciuto. Luigi Bianco ha lavorato per 25 anni nel CNR, è attualmente direttore del Consiglio di Istituto di Analisi dei Sistemi e dell’Informatica in Roma ed insegnante di Ricerca Operativa all’università di Tor Vergata di Roma. La nomina ha provocato reazioni nella stampa perché si è vista una motivazione politica in quanto il fratello di Bianco è capo del Partito Popolare, ma Berlinguer intende riformare il CNR per concentrarlo sui progetti finalizzati che coinvolgano CNR, istituti, università ed industrie e risponde che questa nomina fa parte del piano. Nella lista delle prossime riforme c’è l’ENEA che soffre oggi di una crisi di identità.
Science, 28 Mar 97, Vol. 275, pg. 1883 - Random Samples - Il Council dell’ESA ha annunziato la scorsa settimana la nomina di Antonio Rodotà a direttore generale dell’ESA per i prossimi 4 anni. Antonio Rodotà è direttore della Divisione Spaziale della Finmeccanica in Italia e succede a Jean Marie Luton ultimamente criticato per la sua debole leadership.
Science, 6 Jun 97, Vol. 276, pg. 1487 - Science Scope - Il biologo italiano premio Nobel Renato Dulbecco che per primo ha proposto il progetto Genoma Umano (HGP), cominciato nel 1986, in una recente intervista alla stampa italiana, ha dichiarato che non pensa di rinnovare il prossimo giugno il suo contratto con il Consiglio Nazionale delle ricerche (CNR), ma ritornerà forse all’Istituto Salk a La Jolla in California dove è Presidente emerito. Dulbecco ha dichiarato che desiderava creare in Italia un polo di biologia e biotecnologia avanzata, ma fare ricerca in Italia è un problema. Nel 1995 i fondi del CNR sono mancati e sono stati senza risultato anche i tentativi di avere supporti privati. Dulbecco è tornato in Italia nel 1993, ha ora 83 anni e lascerà l’Istituto delle Tecnologie Biomediche Avanzate di Milano dove studiava il cancro della mammella, abbandonerà in Milano anche il suo ruolo di coordinatore del progetto per il morbo di Parkinson nell’ambito del quale stava creando la prima banca mondiale di cellule cerebrali.
Science, 19 Dec 97, Vol. 278, pg. 2038 - The News and Editorial Staffs - Per il 1997 si possono segnalare nove obiettivi raggiunti dalla ricerca e sperimentazione con un grande potenziale di benefici per la società.
L’atterraggio su Marte del Pathfinder del 4 luglio è stata una impressionante vittoria della tecnologia ed ha portato nuove conoscenze e certezze sull’evoluzione del pianeta Marte. L’analisi delle rocce suggerisce che ci sono stati nel passato processi tettonici e che un tempo la superficie doveva essere più calda e umida e potrebbe essere sorta la vita. Questi risultati sono stati ottenuti inoltre con meno di 270 milioni di US$ e con solo 3 anni di sviluppo.
Sono state ottenute immagini della struttura della materia sia inerte che vivente, fra cui complesse proteine, su scala atomica mediante fasci di raggi X e luce ultravioletta con i generatori a sincrotrone come l’Advanced Photon Source di Argonne, Illinois, e l’European Synchrotron Radiation Facility di Grenoble, Francia.
L’orologio interno degli organismi viventi è stato ulteriormente studiato e sono stati trovati geni simili nel moscerino della frutta, nei topi e negli uomini e ciò implica che il meccanismo è identico e si è conservato dai tempi più lontani dell’evoluzione.
I Gamma Ray Bursts, radiazioni ad altissima energia provenienti da direzioni casuali rivelati fin dagli inizi degli anni ‘60, sono stati ora localizzati per la prima volta il 28 febbraio dal satellite italo-olandese BeppoSAX rivelando insieme una componente di raggi X associata; la sorgente si trova a parecchi miliardi di anniluce e potrebbeessere dovuta alla collisione di due stelle di neutroni.
L’analisi di una sequenza di DNA di un Neanderthal è stata eseguita su un frammento di osso di un braccio e la sequenza si è rivelata molto diversa da quella umana confermando l’ipotesi che il Neanderthal sia una specie separata poi estinta. Si è trattato di un mitochondrial-DNA (mitDNA), il più antico estratto fino ad ora dopo quello non confermato di DNA estratto da un insetto trovato nell’ambra.
Nanotubi di carbonio, scoperti nel 1991 e promettenti applicazioni in campo meccanico ed elettronico, sono stati realizzati con un processo usante il laser ad alta resa anche se ancora non a livello industriale. Queste strutture, dette Single Walled Nano Tubes (SWNT), possono comportarsi sia da semiconduttori che da metalli.
L’oceano del satellite Europa ha avuto una conferma dalle ultime osservazioni della sonda Galileo; sembra che sotto uno spessore di ghiaccio solido di 10-20 km esista un oceano liquido profondo 100 km o più.
Progressi nel sequenziamento di genomi sono stati ottenuti risolvendo quelli del comune microbo Escherichia coli e del batterio Bacillus subtilis che può considerarsi un laboratorio di biologia. Più di altri 40 genomi di microbi sono in corso di risoluzione e dal loro studio i biochimici sintetizzano sempre nuove proteine.
Le ricerche sui neuroni hanno permesso di chiarire alcune delle cause genetiche del morbo di Parkinson e ci sono progressi anche nella comprensione delle lesioni del cervello prodotte dal morbo di Alzheimer; ci sono anche speranze di poter un giorno intervenire per riparare danni alle corde spinali.
Science, 18 Dec 98, Vol. 282, pg. 2156 - James Glanz - La notizia più sensazionale del 1998 viene dal mondo dell’astronomia e riguarda il destino finale dell’universo. Due team indipendenti di astronomi, osservando le più lontane supernove le hanno trovate sorprendentemente deboli e questo rivela che l’universo ha subito un’espansione accelerata invece di decelerare come se una forza di repulsione agisse in contrasto alla gravitazione. Questo rende di nuovo attuale l’idea di Einstein di una costante cosmologica, o lambda, introdotta per consentire lo stato stazionario dell’universo. Dopo la prova dell’espansione dell’universo data da Hubble nel 1929, Einstein abbandonò questa idea considerandola un suo grande errore. A lungo gli astronomi hanno cercato di misurare la velocità di espansione dell’universo in tempi diversi del passato ed il problema più difficile è stato quello di valutare la distanza delle galassie. Negli ultimi 20 anni sono state prese le supernove come intensità di riferimento (candela standard) perché si possono rivelare anche nelle più lontane galassie essendo la loro massima intensità paragonabile a quella dell’intera galassia. La distanza viene misurata dal rapporto fra intensità apparente e intensità assoluta al suo massimo. Il problema è che le supernove sono molto rare, in media solo due o tre ogni mille anni in una tipica galassia a spirale. I due team di astronomi hanno raccolto con sistemi elettronici le immagini di decine di migliaia di galassie a distanza di qualche settimana e le hanno confrontato seguendo così l’evoluzione di molte supernove, ma l’attesa di verificare un rallentamento dell’espansione cosmica è stata delusa; la luminosità apparente delle supernove è risultata più bassa e le distanze più grandi del 10-15% di quanto atteso. Sembra che una forza di repulsione agisca per il 70% contro un 30% della forza gravità. I fisici interpretano questa repulsione come un effetto quanto meccanico dovuto alle particelle virtuali che riempiono lo spazio vuoto, ma se così fosse potrebbe essere anche molto più grande di quanto misurato e in realtà nessuno sa la precisa natura di questa nuova energia.
Science, 18 Dec 98, Vol. 282, pg. 2157 - The News and Editorial Staffs - Si segnalano alcune delle più importanti scoperte scientifiche del 1998.
L’orologio circadiano è stato scoperto in un gran numero di organismi viventi rivelandosi come uno strumento universale dai batteri agli uomini. Sono stati scoperti geni specifici che producono proteine simili con la stessa funzione. Anche nelle piante sono stati scoperti tre pigmenti che catturano la luce e trasmettono questa informazione.
La massa del neutrino è stata verificata indirettamente dagli esperimenti del rivelatore giapponese Super-Kamiokande che ha mostrato come i neutrini cambiano tipo nell’attraversare la Terra.
Il programma Genoma ha raggiunto un ulteriore obiettivo con il completamento della sequenza del Caenorhabditis elegans con 97 milioni di coppie di basi e 19000 geni un terzo dei quali sono nuovi.
Il teletrasporto quantistico, principio base di un futuro calcolatore quantistico, è stato dimostrato in ottobre trasferendo l’informazione di ampiezza e fase fra fasci di luce e in novembre fra un atomo di carbonio ed un atomo di idrogeno.
La tecnologia dei biochip ha portato l’elettronica nella biologia. I ricercatori hanno creato un microprocessore del DNA che in pochi centimetri di lato è capace di misurare il contenuto di DNA di una soluzione, amplificare il DNA, frammentarlo, separare i frammenti e misurarne le dimensioni; cioè tutti i passi preliminari per sequenziare la struttura.
Science, 8 Jan 99, Vol. 283, pg. 159 - Richard Stone - Negli anni della Guerra Fredda il governo sovietico dedicò grandi risorse ai programmi nucleari e furono costruiti centri supersegreti per il progetto di armi nucleari. Uno di questi fu Sarov, prima piccolo villaggio a 410 km da Mosca noto per le sue acque minerali e per il manastero di S. Serafino costruito nel 1706. Nel 1946 qui fu installato l’Istituto di Ricerca Scientifico per la Fisica Sperimentale (VNIIEF). Sarov sparì dalle mappe, la zona fu recintata, il monastero fu distrutto lasciando solo il campanile, che ne è oggi il simbolo, ed il suo indirizzo postale divenne Arzamas-16 legato alla città di Arzamas 35 km a nord. Nel settembre 1955, considerando troppo vulnerabile un unico concentramento di scienziati, i Sovietici spostarono un grosso gruppo di ricercatori in una nuova città 1400 km a sud-est di Mosca chiamata Chelyabinsk-70 e ora rinominata Snezhinsk (fiocco di neve). I due centri hanno lavorato per 40 anni ed il massimo fu raggiunto nel 1961 durante la crisi di Cuba quando fu provata una bomba da 50 megatoni nella Nuova Zemlya il cui shock fece tre volte il giro del mondo. La prova ebbe luogo per motivi politici e non strategici. Ambedue i centri lavorarono anche per l’applicazione pacifica degli ordigni nucleari sviluppando delle cariche che lasciavano pochi prodotti radioattivi dopo l’esplosione per usarli in grandi lavori di sbancamento e per mappare con le onde acustiche il sottosuolo. Con la fine della Guerra Fredda ed il collasso dell’Unione Sovietica la ricerca nucleare non fu più fra le priorità del governo; iniziò la crisi della comunità scientifica e la ricerca di una transizione alla ricerca civile. Gli occidentali cominciarono a preoccuparsi per una possibile fuga di cervelli verso paesi emergenti interessati a programmi nucleari ed iniziarono collaborazioni finanziando delle ricerche, ma questo fu solo un palliativo, circa 50000 esperti nucleari hanno bisogno di essere convertiti e finanziati. Oggi risulta difficile per questi scienziati trasferirsi nelle nazioni vietate dal trattato di non proliferazione ed in ogni caso c’è il timore di essere sequestrati una volta lì, ma c’è sempre la possibilità di lavorare come consulenti per e-mail o altri mezzi di comunicazione. Un tragico evento avvenne il 31 ottobre 1996 quando il direttore del VNIITF, Vladimir Nechai, si uccise non avendo più denaro per pagare i suoi 10500 impiegati e vedendosi abbandonato dal governo centrale. Un’altra tragedia avvenne a Sarov 8 mesi dopo quando Alexandre Zakharov, scienziato del VNIIEF, lavorando da solo a un esperimento segreto fu colpito da una dose di 600 rem di radiazioni e, trasportato a Mosca per un trattamento, morì 2 giorni dopo.
Science, 3 Sep 99, Vol. 285, pg. 1476 - David Malakoff - La Defence Advanced Research Project Agency (DARPA) è stata creata dal presidente americano Dwight Eisenhover nel 1958 dopo il lancio dello Sputnik da parte dell’Unione Sovietica per promuovere una ricerca che guardasse oltre alle esigenze del medio termine ed in ogni direzione: computer e software, scienza dei materiali, microelettronica e robotica e per cercare soluzioni radicalmente nuove. Risultati di grande importanza sono stati la rete Internet, i sistemi di visione notturna, la tecnologia Stealth, i radar Phased Array ed il processing parallelo; invece non si sono raggiunti obiettivi apprezzabili nell’uso dell’intelligenza artificiale per la direzione di una task force navale, nella costruzione di robot intelligenti e nella strategia di un campo di battaglia. Attualmente sono stati affrontati studi per trovare nuovi sistemi per la scoperta delle mine basati sull’imitazione dell’olfatto dei cani e scoprire i vapori chimici emessi dagli ordigni sepolti perché le moderne mine senza parti metalliche rendono inefficace la tecnica dei metal-detector. Un altro campo di studi è quello di sfruttare gli insetti ed altri animali per scopi militari come ad esempio trovare la posizione del nemico. L’aerodinamica del volo degli insetti viene studiata per sviluppare micro aerei, si studia anche un’interfaccia elettronica con il cervello degli insetti per guidarli. Un oltro campo di ricerca è quello delle tecniche per la scoperta dei sintomi del cancro con sensori chimici non invasivi che rivelino nel sangue la presenza di molecole prodotte dal cancro allo stato iniziale.
Science, 3 Sep 99, Vol. 285, pg. 1513 - Jeffrey Mervis - Il mondo del postdottorato si trova attualmente in una condizione di frustrazione perché chi ha raggiunto questo traguardo ha la sensazione di non essere sufficientemente riconosciuto e pagato e di trovarsi in una specie di limbo fra gli studenti ed i ricercatori indipendenti. Il livello della retribuzione è andato diminuendo e non sembra valere la legge della domanda e dell’offerta ma, date le ristrettezze dei bilanci, è la burocrazia a stabilire quanto si è disposti a pagare, manca inoltre una sufficiente disponibilità di posizioni di lavoro e vi sono troppi candidati per ognuna di esse.
Science, 8 Oct 99, Vol. 286, pg. 245 - Pierre Baruch - Vi sono problemi in ambito scientifico che non possono essere risolti dai soli scienziati, come proteggere i radioastronomi dalle interferenze elettromagnetiche provocate dai satelliti per telecomunicazioni o assicurare che i database della comunità scientifica siano compatibili e completi. A questo scopo i ministri scientifici di 29 paesi appartenenti all’Organizzazione per la Cooperazione Economica e lo Sviluppo (OECD) si sono riuniti a Parigi nel 1992 per istituire il Megascience Forum (MSF), un organismo intergovernativo per discutere gli argomenti di coordinamento scientifico su vasta scala. Il Forum non deve duplicare il lavoro degli organismi intergovernativi già esistenti, come il CERN o l’ESA, o avere autorità di finanziamento e gestione progetti, ma creare opportunità per consultazioni ed accordi lasciando la decisione finale ai governi nell’ambito dell’OECD. Negli anni 1992-95 lo MSF ha riunito esperti di campi diversi dove si sviluppavano grossi progetti ed ha creato gruppi di lavoro a livello governativo per superare aspetti critici nelle relazioni fra enti diversi ed in particolare: a) mancanza di consenso fra interessi divergenti, b) mancanza di contatti ed influenza fra alcuni delegati e le loro autorità nazionali, c) scarsi legami fra gli esperti dei gruppi di lavoro ed i rappresentanti nazionali ufficiali, d) scarso interesse da parte di alcuni importanti governi. Attualmente ci sono ancora dei problemi nel funzionamento del Forum. Giappone e Stati Uniti, che gestiscono grandi progetti sono stati molto attivi, ma questo protagonismo non è sempre ben visto da altre nazioni. I grandi paesi europei come la Francia, la Germania e l’Inghilterra, che già operano in modo multinazionale, tendono a gestire la politica scientifica su basi nazionali. Un terzo gruppo di paesi fra cui l’Olanda ed i paesi dell’Europa nordica, cercano un equilibrio fra i primi due gruppi. Il fatto inoltre che i paesi dell’OECD non rappresentano tutto il mondo, lascia fuori dal gioco alcuni importanti attori, come la Cina, l’India ed il Sud America anche se è aperta la partecipazione a paesi non membri.
Science, 17 Dec 99, Vol. 286, pg. 2238 - Gretchen Vogel - La scoperta più sensazionale del 1999 è quella delle cellule staminali che ha polarizzato il mondo della ricerca biomedica con la pubblicazione di dozzine di articoli fondamentali sulla capacità di queste cellule a riparare organi danneggiati ed ha spinto gli scienziati a riconsiderare le idee fondamentali sullo sviluppo e la differenziazione delle cellule. Le cellule staminali dell’embrione e del feto sono cellule giovani che hanno il massimo potenziale perché hanno la capacità di specializzarsi e costruire qualsiasi parte dell’organismo, questa condizione di giovinezza si ritrova nelle cellule staminali trovate dai ricercatori anche negli organismi adulti. Cellule staminali del cervello possono diventare cellule del sangue ed altre prese dal midollo possono generare cellule del fegato. Nel novembre 1998 era stato annunziata la cultura di cellule staminali dell’embrione umano con lo scopo di studiare la possibilità di generare organi diversi e ciò aveva provocato un dibattito etico e negli UK si era imposta la moratoria di un anno per discutere il problema. Ora gli stupefacenti risultati di scienziati italiani e USA hanno mostrato come la natura da una maggiore libertà nella scelta delle cellule staminali superando il dilemma etico.
Science, 17 Dec 99, Vol. 286, pg. 2243 - The News and Editorial Staffs - La maggiore controversia esplosa nel 1999 è quella intorno ai cibi modificati geneticamente (GM) dalle industrie biotecnologiche. Il dibattito ha indotto l’Unione Europea a sospendere l’introduzione dei prodotto GM in attesa di una nuova legislazione che potrebbe richiedere 3 anni. La reazione della pubblica opinione è stata suscitata da alcuni studi critici. Uno si riferiva al bruco della farfalla Monarca che nelle prove di laboratorio veniva uccisa dal polline di prodotti transgenici contenenti il battericida Bt. La situazione è controversa, ma la mancanza di chiarezza lavora per ambedue le parti in contrasto contribuendo alla condizione di stallo. Negli UK il pubblico è ancora sensibilizzato dal caso della mucca pazza ed è forte il risentimento contro le grandi corporation come la Monsanto. Le industrie biotecnologiche si preparano a gestire questa situazione e sperano che nei prossimi anni nuovi frutti e verdure GM con vitamine extra e antiossidanti vengano accettate dai consumatori; si potrà avere un vero boom nei paesi emergenti dove il riso GM con aggiunta di vitamina A e ferro potrà prevenire la cecità e l’anemia di milioni di persone.
Science, 30 Jun 2000, Vol. 288, pg. 2317 - Jiang Zemin (Presidente della PRC) - Si assiste oggi in Cina ad una fase di transizione senza precedenti. C’è l’urgenza di ristrutturare l’economia nazionale, di fare un uso razionale delle risorse, di proteggere l’ambiente, di coordinare lo sviluppo delle differenti regioni, di alleviare la povertà e alzare il livello di vita e culturale della nazione. Le conoscenze scientifiche sono alla base della civiltà moderna ed anche in Cina devono essere la forza trainante del rinnovamento e dallo sviluppo. La Cina ha una lunga tradizione di scienza e civiltà; è stato il decadente sistema feudale e l’aggressione delle potenze imperialistiche ad umiliare la Cina nei tempi moderni. Dalla fondazione della Repubblica Popolare Cinese, tuttavia, scienziati ed ingegneri hanno iniziato a risolvere i numerosi problemi che frenavano lo sviluppo della nostra società; la Cina è riuscita a soddisfare le principali esigenze di 1,2 miliardi di persone ed ora gli scienziati hanno un ruolo più ampio esteso anche alla ricerca pura, fanno parte di progetti internazionali e la cooperazione con gli USA è stata utile ad ambedue i paesi . Oggi la Cina sta entrando nel World Trade Organization e sta assumendosi sempre maggiori responsabilità negli scambi e nella cooperazione con gli altri paesi trascendendo le differenze dei sistemi sociali, dei modelli economici e delle tradizioni culturali.
Science, 22 Dec 2000, Vol. 290, pg. 2220 - Elizabeth Pennisi - L’anno 2000 è stato l’anno del genoma anche se l’esplosione delle ricerche sul genoma è una conquista di tutto l’ultimo decennio. Negli anni ‘90 è iniziato il Progetto Internazionale del Genoma Umano, nel 1999 è stata completata la sequenza di un organismo multicellulare, il Caenorhabditis elegans, ora sono noti anche i genomi del moscerino della frutta, la Drosophila Melanogaster, di una pianta, Arabidopsis thaliana, e si ha un primo abbozzo del genoma del topo, del ratto, dello zebrafish e di due specie di pufferfish. In parallelo si moltiplicano gli studi sui dati raccolti ed il confronto fra i genomi del topo e dell’uomo, del verme e del moscerino e fra quelli di topi diversi scoprendo nuovi segreti dell’evoluzione e mettendo in evidenza i legami genetici fra i vari organismi. Nel maggio 1999 gli archivi pubblici contenevano già 700 milioni di coppie di basi del genoma umano, dopo un anno si era giunti a 3 miliardi, nuove tecnologie e l’uso di sequenziatori automatici, in un’atmosfera di forte competizione fra la Celera Genomics ed il Consorzio Internazionale, hanno accelerato il completamento del progetto e in giugno i due gruppi hanno celebrato congiuntamente il raggiungimento dell’obiettivo alla Casa Bianca. Ai primi del 2001saranno pubblicati ambedue i lavori. I ricercatori ora si dedicano allo studio dei geni e delle proteine da essi prodotte e dei marker che differiscono da una persona all’altra, detti single nucleotic polymorphism (SNP) con i quali si possono scoprire le origini genetiche delle malattie. Nello studio delle proteine, la proteomica, è il nuovo sbocco della ricerca per caratterizzare la loro funzione e le interazioni negli organismi.
Science, 22 Dec 2000, Vol. 290, pg. 2221 - The News and Editorial Staffs - Si segnalano alcuni dei risultati scientifici più significativi dell’anno 2000.
Nuovi materiali organici semiconduttori e per applicazioni laser hanno aperto nuove prospettive per l’elettronica consumer ed i display; quest’anno il premio Nobel per la chimica è stato dato per la scoperta negli anni ‘70 delle plastiche conduttive.
Cellule staminali da cellule adulte è l’ultimo sorprendente risultato ottenuto dai ricercatori dimostrando come lo sviluppo delle cellule non è irreversibile; si è sperimentato che alcune cellule del cervello di un topo adulto, iniettate nell’embrione di un topo sono diventate cellule di organi diversi nello sviluppo del feto; si è trovato anche che cellule adulte di midollo osseo umano trapiantate in pazienti hanno sviluppato cellule del fegato. Questo apre nuove possibilità nella riparazione di tessuti danneggiati.
Presenza di acqua su Marte viene ancora confermata dalle immagini del Mars Global Surveyor all’interno di crateri dove sembrano evidenti flussi di acqua emessi in tempi recenti.; anche l’analisi delle meteoriti marziane ha indicato la presenza di acqua nella composizione delle rocce.
Che l’universo sia piatto è stato confermato alla fine di quest’anno dall’esperimento di un altro pallone chiamato MAXIMA che ha misurato ancora una volta il cosmic microwave radiation (CMR) dopo le misure del BOOMERANG nel 1999. Ambedue le misure mostrano che il ripple dovuto all’inflazione ha una larghezza angolare di un grado.
La sonda NEAR Shoemaker, orbitando intorno all’asteroide Eros di 34 km per circa sei mesi, ha scoperto la natura delle rocce di cui è composto. Misurando la loro composizione attraverso i raggi X emessi dalla superficie ne ha scoperto la corrispondenza con le ordinarie condriti; il colore rossastro di Eros è dovuto all’effetto del vento solare che ha bruciato la superficie facendolo somigliare alle meteoriti di tipo S formate da rocce più evolute.
Le proprietà del mondo quantistico sono state ancora approfondite in un esperimento in cui un anello superconduttore è stato eccitato contemporaneamente con due correnti di segno opposto, uno stato di sovrapposizione quantistica in un sistema di alcuni micrometri a metà strada fra le dimensioni quantistiche e quelle macroscopiche del gatto di Schrödinger. Un altro esperimento ha mostrato che un computer quantistico non deve necessariamente basarsi sulla proprietà di correlazione fra stati quantici nota come entanglement.
Science, 21 Dec 2001, Vol. 294, pg. 2442 - Robert F. Service - Facendo il consuntivo del progresso scientifico raggiunto alla fine del 2001si deve riconoscere che il più promettente risultato è quello della tecnologia molecolare che sfruttando strumentazioni sofisticate come lo scanning probe microscope, la produzione di nuovi materiali quali i nanotubi al carbonio ed i nuovi materiali organici semiconduttori è riuscita ad assiemare su scala molecolare le strutture di base di un chip per computer. Lo stato dell’arte attuale per i chip al silicio e di 40 milioni di transistors su una superficie non più grande di un francobollo e la pista più sottile è di 130 nanometri. La tecnologia molecolare promette ora un limite 60000 volte più piccolo con chip che contengono miliardi di transistor. La tecnologia dei componenti logici molecolari era già avanzata alla fine del 2000, ma nel 2001 cinque laboratori sono riusciti a collegare fra di loro questi dispositivi in sistemi più complessi che configurano un rudimentale computer molecolare. Ora naturalmente c’è da affrontare il difficile obiettivo di portare la tecnologia dalla fase dimostrativa a quella realizzativa di un circuito complesso integrato che competa con la tecnica al silicio per velocità, affidabilità e costo e questo richiede una vera rivoluzione nella tecnica di fabbricazione.
Science, 21 Dec 2001, Vol. 294, pg. 2443 - The News and Editorial Staffs - Si segnalano alcuni dei risultati scientifici più significativi dell’anno 2001.
Si è avuta la prova che i neutrini cambiano “sapore” passando dal tipo elettrone al mu e tau e questo ha svelato il mistero dei neutrini solari mancanti. La prova si è avuta dal Sudbury Neutrino Observatory (SNO) in Ontario dove si è riusciti a contare il numero dei neutrini elettrone che provengono dal Sole paragonandoli con il numero totale che risulta conforme alle aspettative.
Proseguono i progressi nel campo del genoma umano, alla fine dell’anno circa metà della sequenza è stata completata nella sua forma finale corretta; si è scoperto che il nostro codice genetico contiene solo 35000 geni, meno del doppio di quelli contenuti nel genoma del Caenorhabditis elegans. Sono ora complete anche le sequenze di altri 60 organismi. Sono in fase avanzata le sequenze del ratto, del topo, dello zebrafish, del puffer fish, della zanzara e del fungo Neurospora crassa.
Sorprendenti novità si sono avute nel campo dei superconduttori ad alta temperatura; si è scoperto che il magnesium diborite (MgB2) diventa superconduttore a 39 K, record per un composto metallico. Altra sorpresa viene dalla molecola C60, la sfera di carbone, nota per diventare conduttrice a 18 K, questa, se drogata, porta la sua temperatura di transizione a 52 K. In agosto poi i ricercatori, introducendo una molecola organica all’interno del reticolo di un cristallo di C60 hanno raggiunto la temperatura di transizione di 117 K e questo fa pensare che se si allarga ancora il reticolo del cristallo si potrebbe arrivare a temperatura ambiente.
La guerra al cancro, dichiarata trent’anni fa dal Presidente Richard Nixon, comincia a dare i suoi frutti e dozzine di test clinici sono in corso in tutto il mondo per provare l’efficacia di farmaci mirati.
La sperimentazione del Bose-Einstein condensate ha fatto molti progressi e si sono scoperte molte nuove proprietà di questo nuovo stato della materia. Il superatomo che si ottiene può essere utilizzato come un laser coerente.
Science, 5 Apr 2002, Vol. 296, pg. 54 - Ismail Serageldin - L’umanità sta affrontando oggi la terza rivoluzione globale. La prima rivoluzione è stata quella agraria quando le comunità stanziarono lungo i grandi fiumi del mondo dando inizio alla civiltà e alla società organizzata ed il surplus prodotto dai contadini rese possibile la vita nelle città ed il progresso. La seconda rivoluzione globale fu la rivoluzione industriale che cambiò radicalmente i metodi di produzione e le relazioni fra i popoli; gli artigiani divennero operai e la specializzazione nei processi di produzione accrebbe la disponibilità dei prodotti portando alle grandi realizzazioni di questi ultimi due secoli. Il mondo ora si appresta alla terza rivoluzione che si presenta così profonda da essere ancora poco compresa e della quale è difficile predirne le conseguenze. La nuova trasformazione è spinta dallo sviluppo dei computer e delle comunicazioni, si creano nuove industrie e le vecchie spariscono, miliardi di dollari si muovono attraverso il mondo con pochi clic di mouse; Internet ha già rivoluzionato il tempo e lo spazio. La rivoluzione si è estesa dall’informatica alla biologia, con la decodifica del DNA e con l’impiego di geni e di batteri si inizia a manipolare i blocchi della vita, ma un paradosso opprime la nostra civiltà. In un mondo pieno di meraviglie scientifiche si è circondati da conflitti, violenza, incertezza economica e tragica povertà. Le nazioni si chiudono in se stesse ed i ricchi volgono le spalle ai poveri. Pur avendo allontanato lo spettro dell’olocausto nucleare si prospettano altri pericoli come la globalizzazione, l’inquinamento globale, la povertà e la fame. Nel XX secolo ci sono state le lotte per l’emancipazione, le colonie sono state liberate, le donne e le minoranze razziali ed etniche hanno avuti riconosciuti diritti politici e civili. Gli ultimi 40 anni hanno visto progressi socioeconomici, riduzione della mortalità ed aumento dell’attesa di vita alla nascita di circa 20 anni, ma ai margini ci sono enormi problemi.
- 1,2 miliardi di persone vivono con meno di 1 dollaro al giorno;
- 1 miliardo di persone non hanno accesso all’acqua potabile;
- più di 2 miliardi di persone non hanno accesso ad una sanità adeguata;
- 1,3 miliardi di persone, soprattutto in città, respirano aria malsana al di sotto degli standard della World Health Organization;
- 700 milioni di persone, soprattutto donne e fanciulli, respirano in casa aria inquinata dalla combustione di biomasse equivalente al fumo di tre pacchetti di sigarette al giorno;
- centinaia di milioni di poveri agricoltori hanno difficoltà a mantenere la fertilità del suolo da cui traggono sostentamento.
A questi problemi si aggiunge l’aumento di popolazione di 80 milioni di persone l’anno, in maggior parte nelle nazioni più povere e questo insieme al superconsumo delle nazioni ricche esercita un’enorme pressione sul nostro ecosistema. Il suolo si va erodendo, l’acqua diviene scarsa, continua la deforestazione e la desertificazione. Nelle 47 nazioni meno sviluppate il 10% della popolazione mondiale vive con meno dello 0,5% del reddito mondiale e 40000 persone muoiono ogni giorno per motivi connessi alla fame, ma non sono le risorse che mancano. La condizione delle persone affamate è peggiore della schiavitù della quale il mondo ha voluto l’abolizione. Abramo Lincoln diceva che una nazione non può vivere metà schiava e metà libera, così il mondo non può vivere parte ricco ed in massima parte povero. L’ineguaglianza è allarmante sia fra le nazioni che all’interno di esse; il 20% della popolazione del mondo consuma l’85% del reddito mondiale mentre il restante 80% della popolazione vive con il restante 15% ed il 20% dei più poveri ha a disposizione solo l’1,3% del reddito. Le disparità stanno anche aumentando: una generazione fa il 20% più ricco era solo 30 volte più ricco del 20% più povero, oggi è 70 volte più ricco. Le tre persone più ricche del mondo hanno un reddito pari a quello complessivo delle 47 nazioni più povere e le 15 persone più ricche hanno il reddito dei 550 milioni di persone che vivono nell’Africa subsahariana. Le disparità sono enormi anche dal punto di vista culturale ad esempio nella distribuzione di ricercatori e ingegneri: gli USA ed il Giappone ne hanno 70 ogni 10000 persone, la Cina solo 6 e le nazioni più povere meno di uno. All’inizio del nuovo millennio nelle nazioni più ricche vi erano 1800 computer per 10000 abitanti, nelle nazioni medie 230 e solo uno in quelle più povere. L’attuale accesso all’educazione non promette bene per il futuro perché le percentuali sono in peggioramento, solo la repubblica di Corea e Singapore si sono portate al livello più alto. Lo sviluppo delle nazioni ricche è spinto dalla ricerca che le nazioni povere non possono permettersi e le barriere poste per proteggere la proprietà intellettuale delle scoperte impediscono il libero accesso alle nazioni più povere non solo dei nuovi prodotti, ma anche dei processi. Per non essere guardata con sospetto la scienza deve essere libera ed indipendente e la voce degli scienziati deve essere sentita all’interno della società e della politica, la scienza non è eticamente neutrale, lo sono le scoperte, ma non la sua attività.
Science, 20 Dec 2002, Vol. 298, pg. 2296 - Jennifer Couzin - Il maggiore risultato scientifico nel corso del 2002 è la scoperta dell’importanza assunta in genetica da una classe di molecole RNA indicata come piccolo RNA, tratti troncati di RNA che controllano il funzionamento delle cellule bloccando i geni o alterando il loro livello di intervento durante lo sviluppo. Questi tratti di RNA variano in lunghezza da 21 a 28 nucleotidi e per lungo tempo sono stati visti come molecole che trasportavano il codice genetico dal nucleo ai ribosomi, la fabbrica di proteine delle cellule, aiutando ad assiemare gli amminoacidi. Agli inizi degli anni ‘90 si capì che questi piccoli RNA dovevano essere più versatili, ma la loro importanza fu apprezzata solo dal 1998 quando si osservò la loro funzione di inibizione dei geni detta poi Interferenza RNA (RNAi). Lo scorso anno fu identificato un enzima, il Dicer, che generava il piccolo RNA spezzando la catena RNA in piccoli tratti ciascuno dei quali produceva diversi tipi di geni. Lo RNAi agisce come il sistema immunitario proteggendo da attacchi il genoma e pilota un fenomeno genetico detto epigenetico che si riferisce al cambiamento di comportamento di un gene non dovuto a variazioni di codice DNA. Recentemente i ricercatori hanno trovato che un tipo di regolazione epigenetica è causata dalla modifica della cromatina che lega alcune fondamentali proteine dei cromosomi. La cromatina divenendo più o meno compatta altera il modo di funzionamento dei geni. I ricercatori hanno così costatato che il piccolo RNA responsabile dello RNAi esercita un decisivo controllo sulla forma della cromatina e può bloccare o cancellare intere sezione del DNA con un meccanismo che non è ancora ben compreso. I ricercatori stanno ora cercando un possibile ruolo dello RNAi sullo sviluppo delle malattie e sulla sua influenza sulle cellule staminali, inoltre, se il piccolo RNA influenza nell’uomo la divisione delle cellule, piccoli errori possono condurre all’insorgere del cancro.
Science, 20 Dec 2002, Vol. 298, pg. 2297 - The News and Editorial Staffs - Si segnalano alcuni dei risultati scientifici più significativi dell’anno 2002.
I neutrini hanno acquistato l’importanza che meritano; nessuno fino a pochi anni fa sapeva se avessero una massa poi, nell’ultima decade, i fisici hanno dimostrato che i neutrini hanno una massa ed una serie di esperimenti ne hanno svelato le proprietà. Quest’anno presso il Sudbury Neutrino Observatory (SNO), nell’Ontario, con una sfera di 1000 tonnellate di acqua pesante in una miniera di nichel, è stato svelato il paradosso dei neutrini solari dei quali si osservava solo un terzo del previsto. Se i neutrini hanno massa possono cambiare tipo, da quello di elettrone a mu e tau e questi ultimi due erano invisibili nelle misure; lo SNO ha potuto osservare l’abbondanza di tutti e tre i tipi dimostrando che i neutrini solari cambiano tipo nel tragitto verso la Terra. Si è potuto dare anche un valore limite al “mixing angle” dei neutrini che definisce le loro capacità di trasformazione.
Lo sforzo di sequenziamento del DNA ha incluso il genoma di due delle cause della malaria che uccide ogni anno 3 milioni di persone: la zanzare Anopheles gambiae ed il parassita Plasmodium falciparum. Si aggiunge il rapido progresso nella sequenza del genoma del riso nelle varietà japonica e indica di largo consumo in Giappone e Cina il cui traguardo dal 2008 è stato anticipato al 2005. Lo scorso anno sono stati affrontati in dettaglio i genoma del topo e del ratto, si conoscono le dimensioni di quelle del puffer fish giapponese che ha il più piccolo genoma fra tutti i vertebrati e potrà darci informazioni su come si sono evoluti i vertebrati e si sono iniziati quelli dello scimpanzé, del grano e del pioppo. Per i microbi si è risolto fra gli altri il genoma di una variante dell’antrace. I prossimi obiettivi saranno l’ape, il cane, la vacca, il pollo e l’orca di mare.
Il Cosmic Microwave Background è stato misurato con maggiore definizione mediante il nuovo Microwave Background Imager (MBI), un telescopio a microonde posto sulle montagne del Cile, e nel gennaio 2003 i fisici si aspettano i primi risultati dal Microwave Anisotrope Probe (MAP), un satellite orbitante la cui sensibilità sarà la massima per tutta la presente decade, ma il maggiore trionfo dell’anno è stata la prima rivelazione della polarizzazione della radiazione di fondo ottenuta con il Degree Angular-Scale Interferometer (DASI) di un team dell’Università di Chicago e con questo si inizia un nuovo capitolo.
La prima ripresa in movimento con immagini a 10E-18 secondi è stato il traguardo raggiunto ai fisici del laser che hanno usato impulsi di laser ultracorti non solo per catturare il moto delle molecole quando rompono i legami durante le reazioni chimiche, cosa che avviene in termini di 10E-15 secondi (femtosecondi), ma anche il moto degli elettroni eccitati che interessa il campo degli attosecondi, usando treni di impulsi da 220 attosecondi.
L’Ottica Adattiva (AO) applicata ai grandi telescopi è diventata ormai una tecnica acquisita per eliminare la turbolenza dell’atmosfera modificando centinaia di volte al secondo la superficie degli specchi dei telescopi. La AO è stata introdotta nella coppia di telescopi da 10 m dell’Osservatorio Keck delle Hawaii e nel Very Large Telescope dell’European Southern Observatory in Cile formato da 4 telescopi da 8,2 m. Il sistema richiede una stella di riferimento e questa può essere creata artificialmente con un laser montato al lato del telescopio che eccita gli strati della ionosfera.
Il funzionamento dell’orologio circadiano è stato svelato dai ricercatori che hanno trovato nei neuroni della retina dell’occhio un pigmento chiamato melanopsin che funziona da fotoricettore. Questi neuroni sono poi collegati ad aree del cervello che controllano certe risposte alla luce come lo stato di sonno o di veglia. Esperimenti hanno mostrato che i topi che mancano di melanopsin non sono in grado di resettare il loro clock circadiano in risposta alla luce.
La storia dell’evoluzione dell’uomo si è arricchita di nuovi reperti con la scoperta in luglio di un cranio quasi completo di un primate datato fra 6 e 7 milioni di anni, due volte l’età della famosa Lucy vissuta nell’Africa dell’est 3,2 milioni di anni fa. Il fossile è stato trovato nella zona del lago Ciad, nell’Africa dell’ovest, lontano dagli altri più antichi reperti e ciò dimostra come gli antichi ominidi fossero più ampiamente distribuiti attraverso l’Africa di quanto si supponesse. Il fossile chiamato Toumaï (speranza di vita nel linguaggio Goran) è più simile ad una scimmia con il cranio delle dimensioni simili a quelle di uno scimpanzé. Le analisi sono ancora agli inizi e le opinioni sono per il momento divergenti.
Science, 31 Jan 2003, Vol. 299, pg. 641 - Martin Enserink - Bill Gates, magnate del software ed uomo più ricco della terra, ha annunziato che la sua organizzazione filantropica spenderà 200 milioni di US$ in ricerca sulle maggiori malattie dei paesi in via di sviluppo con l’appoggio del National Intitute of Health (NIH) degli USA. Il punto di partenza sarà creare una lista di 10 progetti di ricerca e di fare stilare gli obiettivi da eminenti scienziati entro sei mesi, poi la Bill and Melinda Gates Foundation assegnerà ai gruppi di ricerca fino a 20 milioni di US$ ciascuno per i 3-4 anni successivi. Gates ha presentato il piano al World Economic Forum in Davos, in Svizzera, dicendo di essere stato ispirato da David Hilbert, famoso matematico tedesco, che aveva indicato nel 1900 una lista di problemi matematici irrisolti per stimolarne lo studio. Durante la conferenza stampa, notando che molti delle peggiori malattie sono sottofinanziate, spera che la sua lista avrebbe attratto altre risorse. Fra le maggiori sfide identificate dalla fondazione era una medicina che prevenisse il ritorno della tubercolosi latente ed altre contro la malaria più resistente, ricerche per le quali non ci sono garanzie di successo. Il nuovo programma sarà amministrato dalla Fondazione dello NIH, associazione non profit, e del comitato faranno parte il direttore del NIH, il capo del National Institute of Allergy and Infectious Diseases, il direttore del Centers for Disease Control and Prevention ed eminenti scienziati. Il Presidente sarà il premio Nobel Harold Varmus, precedente direttore del NIH.
Science, 31 Jan 2003, Vol. 299, pg. 649 - Dennis Normile - Per due decadi gli scienziati giapponesi hanno utilizzato lo Science Council of Japan (SCJ), noto come “assemblea nazionale degli scienziati” i cui membri sono eletti fra gli scienziati delle varie specializzazioni, per portare avanti le loro richieste al governo, ma recentemente le sue raccomandazioni sono state ignorate perché i politici hanno creato un nuovo Council for Science and Technology Policy che ha eclissato lo SCJ cancellandone l’influenza. Il nuovo concilio facilita il governo nell’orientare i fondi dove ci si possono attendere più immediati risultati economici, ma non ci sono altri meccanismi per influenzare la politica scientifica. Lo SCJ è stato creato nel 1949 e fino alla sua ristrutturazione del 1983 era dominato dagli accademici che poco si interessavano di politica; era costituito da 210 membri scelti ogni 3 anni da 2370 commissioni che rappresentavano 730000 scienziati di 1356 società accademiche. Ogni anno venivano emessi 30 rapporti e c’era uno staff permanente di 62 membri con un budget di 11 milioni di US$. Negli anni ’80 il Concilio crebbe di importanza, ma rimase dominato dagli anziani, spesso già in pensione che anteponevano gli interessi delle loro società accademiche alle necessità della nazione, inoltre i lavori delle commissioni erano basati su opinioni personali piuttosto che serie ricerche. Due anni fa i legislatori proposero l’abolizione dello SCJ come parte di un’ampia riforma. Ora il presidente dello SCJ, pur essendo rimasto in carica, non fa più parte dei consulenti scientifici che riportano alla nuova Agenzia per la Scienza e Tecnologia e chi sovrintende è il Ministro dell’Organizzazione Pubblica. Per rientrare nel gioco lo scorso aprile lo SCJ ha emesso un piano di riforma ed in novembre una sottocommissione politica ha emesso delle raccomandazioni. Ambedue i rapporti fanno risaltare l’importanza dello SCJ; il suo ruolo dovrà essere complementare a quello più amministrativo di 15 membri del concilio politico che include ministri e rappresentanti dell’industria insieme ad un gruppo di scienziati, ma vi sono delle divergenze; lo SCJ vuole convertirsi in un corpo di 2500 scienziati e vuole eleggere un comitato di 210 membri che rappresenterà l’intera comunità e non le singole discipline; il concilio politico propone invece di limitare il concilio scientifico a 200-300 membri che sceglieranno i loro successori e questo sembra un’organizzazione di élite. Ora il ministro per la Scienza e Tecnologia studierà un compromesso.
Science, 19 Dec 2003, Vol. 302, pg. 2038 - Charles Seife - A conclusione del 2003 il risultato scientifico più sensazionale dell’anno (breakthrough of the year) è stato giudicato la nuova immagine dell’universo uscita dagli ultimi progressi della cosmologia e dalle misure in febbraio della sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP). Queste misure, insieme ad altre osservazioni, hanno confermato un’immagine dell’universo molto più strana di quanto mai supposto. Cinque anni fa, alla fine del 1988, la rivista Science aveva dichiarato Breakthrough of the year la scoperta di un universo in accelerazione. La misura della luminosità apparente di certe supernove aveva permesso ai cosmologi di misurare l’accelerazione dell’universo in diversi momenti della sua storia; con sorpresa gli scienziati scoprirono che l’universo si andava espandendo sempre più rapidamente piuttosto che decelerare come la relatività generale ed il senso comune induceva a pensare. Questo fu il primo segno della misteriosa “dark energy”, una forza sconosciuta che contrastava la gravità ed allontanava sempre più le galassie le une dalle altre. Nonostante queste misure sulle supernove, molti cosmologi esitavano a credere a questa strana forma di energia ed hanno cercato di provarne l’esistenza in modi diversi. La ricerca è finita quest’anno e gli scienziati non cercano più di confermarne l’esistenza, ma cercano di capirne le caratteristiche e le sue conseguenze sull’inizio e sull’evoluzione dell’universo. I dubbi sull’esistenza della dark energy si sono dissolti quando il satellite WMAP ha ottenuto l’immagine più dettagliata mai misurata del Cosmic Microwave Background (CMB), l’ultima immagine di quando l’universo era una sfera di plasma, 400000 anni dopo il big bang. Durante questa prima fase dell’evoluzione, lo shock del big bang aveva indotto nell’universo una risonanza come in una campana e le onde di pressione avevano provocato espansioni e compressioni nelle nubi di materia. I punti più caldi (hot spot) del CMB rappresentano l’immagine delle zone compresse ed i punti più freddi (cold spot) le regioni rarefatte del plasma. L’abbondanza relativa e le dimensioni di questi hot e cold spot dipendono dalla composizione e dalla forma dell’universo. I dati del WMAP hanno confermato la strana e incredibile immagine dell’universo che altre osservazioni avevano delineato. L’universo è formato solo per il 4% di materia ordinaria, quella che forma la stelle e gli oggetti comuni; il 23% è costituito da materia esotica, una materia oscura formata da particelle ancora non rivelate; il rimanente 73% è costituito da dark energy. Il modo come risuona la campana cosmica ci rivela inoltre la sua età e la sua velocità di espansione. Un anno fa i cosmologi dicevano che l’età dell’universo era compresa fra 12 e 15 miliardi di anni; ora la stima è di 13,7 miliardi di anni più o meno poche centinaia di migliaia. Altri calcoli basati sui dati del WMAP ci danno l’attuale velocità di espansione: 71 chilometri per secondo per megaparsec, più o meno pochi centesimi, inoltre la forma dell’universo è piatta (euclidea). Oltre al WMAP, un altro importante contributo alla cosmologia è stato dato quest’anno dallo Sloan Digital Sky Survey (SDSS) che sta eseguendo la mappatura di milioni di galassie. Analizzano la distribuzione di queste galassie gli scienziati possono dedurre le forze che producono il loro addensarsi e rarefarsi, incluse le forze di attrazione esercitate dalla materia oscura e le spinte antigravitazionali della dark energy. In ottobre il team dello SDSS ha rivelato la sua analisi del primo quarto di milione di galassie raccolte ed è arrivato alle stesse conclusioni dei ricercatori del WMAP: l’universo è dominato dalla dark energy. In luglio gli scienziati hanno avuto poi la prova più diretta degli effetti della dark energy. Sovrapponendo la mappa dei cluster di galassie con quella del CMB del WMAP hanno provato oltre ogni ragionevole dubbio che la dark energy deve esistere. La prova i basa su un fenomeno noto come effetto Sachs-Wolfe. La radiazione a microonde agisce come una radiazione di fondo che attraversa le buche gravitazionali prodotte dai cluster di galassie dello SDSS più vicine e queste buche provocano un leggero spostamento di questa radiazione verso lunghezze d’onda più alte, cioè un aumento di energia; in un universo piatto ciò è spiegabile solo con una forza antigravitazionale che espande sempre più nel tempo la trama dello spaziotempo. Alcuni dei risultati della cosmologia ci fanno capire ora le forze che hanno plasmato l’universo dopo una frazione di millisecondo dalla singolarità cosmica del big bang. In questi istanti la trama dello spaziotempo ha subito un’espansione più veloce della luce, detta inflazione, che finì in meno di 10E-30 secondi dando forma al presente universo. Per decenni l’inflazione ha fornito poche ipotesi da sottoporre a prova, ora la precisione dei dati del WMAP permette di provare in modo diretto le conseguenze dell’inflazione. Ogni versione sulla precisa natura della forza di inflazione produce degli scenari diversi che portano a concrete predizioni sul CMB e quindi sulla successiva distribuzione delle galassie e gli scienziati stanno ora verificando una serie di ipotesi. Anche le proprietà della dark energy vengono sottoposte a indagine ed i fisici devono già scartare alcune assunzioni, ma devono anche considerare una situazione in cui l’universo possa morire di una morte violenta ed improvvisa. Se la dark energy fosse più forte di un valore critico l’espansione provocherebbe l’esplosione delle galassie, del sistema solare, dei pianeti e persino degli atomi in un big rip che lacererebbe lo stesso spaziotempo. Quest’anno si sono raggiunte delle certezze e gli scienziati cominciano già a porsi altre domande.
Science, 19 Dec 2003, Vol. 302, pg. 2039 - The News and Editorial Staffs - Si segnalano alcuni dei risultati scientifici più significativi dell’anno 2003.
Schizofrenia, depressione e sdoppiamento della personalità hanno una causa genetica che aumenta il rischio della malattia. I ricercatori hanno identificato un particolare gene che produce il ricettore della serotonina. Questo gene si trova in due varianti (allele) ed una di queste aumenta il rischio della depressione, ma solo quando è combinato con situazioni di stress. Attraverso l’amigdala, la regione del cervello dove si concentrano le fobie, questa variante del gene polarizza le persone a percepire il mondo come altamente minaccioso, amplifica lo stress della vita ed induce alla depressione. Una diversa area del cervello, la corteccia prefrontale, è influenzata da un gene chiamato COMT che è associato al rischio di schizofrenia, questo codifica un enzima che interrompe l’azione di neurotrasmettitori come la dopamina. Un altro gene (BDNF) viene implicato nello sdoppiamento della personalità; una sua variante agisce nell’ippocampo, una struttura necessaria per la memoria che è ridotta nelle persone con disturbi caratteriali. Il BDNF favorisce la nascita di nuovi neuroni nell’ippocampo e si è visto che la neurogenesi è richiesta per l’azione degli antidepressivi. Queste scoperte potranno favorire la cura delle malattie mentali.
Il pianeta Terra si è accorto del cambiamento climatico. Fra le conseguenze c’è lo scioglimento di ghiacci, la siccità, la riduzione della produttività. Le acque del Pacifico occidentale e dell’Oceano Indiano sono ora più calde per effetto dei gas serra ed i grandi fiumi euroasiatici hanno aumentato del 7% il flusso delle loro acque nell’Oceano Artico. Questo ultimo fatto indica l’aumento delle precipitazioni alle alte latitudini ed un maggior afflusso di acqua fresca nel Nord Atlantico può frenare la corrente calda del Golfo perturbando tutto il clima del nord Europa.
Si è avuta conferma che i gamma ray burst (GRB) sono correlati alle supernove. Gli astrofisici ormai credono che intensi getti di energia vengono lanciati nello spazio quando implode il nucleo di una stella per formare un buco nero, alcuni li attribuiscono a stelle di neutroni rapidamente rotanti con intenso campo magnetico. I getti sono concentrati in fasci stretti da 1 a 5 gradi e, poiché solo pochi di questi fasci puntano in direzione della Terra, il fenomeno dei GRB deve essere molto più frequente di quanto osservato. Alcuni pensano che anche i fasci di raggi X osservati siano GRB visti di lato. Stelle in collasso recentemente hanno emesso stretti fasci di raggi X e ampi fasci di particelle, radiazioni ottiche e torrenti di onde radio. Il satellite Swift della NASA che sarà lanciato a metà del 2004 raccoglierà i GRB in numero 5 volte maggiore di ogni altra precedente missione.
La produzione spontanea di sperma ed ovuli da cellule staminali embrionali (ES) di un topo apre nuove prospettive su come si sviluppano le cellule germinali e, se la cosa fosse riproducibile nelle cellule umane, fornirebbe una sorgente rinnovabile di ovuli e sperma per le ricerche aprendo anche ulteriori problemi etici. Nelle prove in cultura di cellule staminali embrionali di un topo si sono sviluppate cellule sessuali ed alcune cellule si sono comportate come oociti ed embrioni primitivi; può essersi trattato di partenoti o embrioni da ovuli non fertilizzati, ma nessuno ha attecchito in una inseminazione. Facendo crescere in cultura cellule sessuali si può studiare il processo di formazione di sperma ed ovuli e comprendere meglio certi tipi di infertilità. Se anche le ES umane possono servire come sorgente di oociti verrebbe a cadere il maggiore argomento contro la clonazione terapeutica.
La rifrazione della luce in direzione opposta con indice di rifrazione negativo era stata teorizzata nel 1964 da un fisico russo e due anni fa sono stati creati materiali compositi con fili ed anelli metallici che si comportano in questo modo nella banda delle mcroonde. Materiali con indice di rifrazione negativo producono anche un effetto doppler inverso ed un altro team di ricercatori ha ottenuto un’immagine da una lente piatta con materiale ad indice negativo che in teoria dovrebbe produrre minori distorsioni dell’ottica normale.
La sequenza del codice genetico del cromosoma Y di 59 milioni di basi ha mostrato che la metà è forse inutile, ma la seconda metà che contiene i geni si è evoluta in modo efficiente. Infatti le sequenze dei geni sono disposte in modo palindromo ed occupano fino a 3 milioni di basi. Il cromosoma Y è isolato nel patrimonio genetico degli individui di sesso maschile mentre tutti gli altri sono doppi provenendo da ambedue i partner; se uno di due geni è difettoso supplisce il secondo gene. Il cromosoma Y invece sembra non avere modo di prevenire che le mutazioni gradualmente distruggano i suoi geni. La struttura palindroma crea una duplicazione dei geni. Almeno sei su otto di queste strutture palindrome precedono l’evoluzione dell’uomo perché si sono prodotte più di 5 milioni di anni fa.
Un farmaco che blocca lo sviluppo dei vasi sanguigni nei tumori e prolunga la vita dei pazienti affetti di tumore avanzato al colon è stato annunziato in giugno. Quando i tumori crescono essi inducono la crescita di vasi sanguigni per portare nutrienti e favorirne l’ulteriore crescita. Esistono agenti antiangiogenici che bloccano la crescita dei vasi e l’alimentazione al tumore riducendone la massa, ma nessuno di essi ha soddisfatto il criterio base delle prove cliniche, quello di allungare la vita dei pazienti e, dopo le prime grandi speranze, era intervenuto lo scetticismo. Il nuovo farmaco ha fallito però nella cura del tumore al seno dove i fattori che promuovono l’angiogenesi sono maggiori, ciò suggerisce che questi farmaci devono essere progettati caso per caso. Attualmente ci sono circa 60 farmaci antiangiogenetici e vengono usati sempre in combinazione con la chemioterapia e la radioterapia.
Science, 19 Dec 2003, Vol. 302, pg. 2042 - Andrew Lawler - Il 2003 avrebbe dovuto essere un grande anno per la NASA con il lavoro della Stazione Spaziale Internazionale e il doppio lancio verso Marte, ma è iniziato con la tragedia dello Shuttle Columbia, disintegratosi sopra il Texas nel suo ritorno da una missione scientifica. Una commissione guidata dall’Ammiraglio in pensione Harold Gehrman ha analizzato in centinaia di pagine di documenti e testimonianze le ragioni dell’insuccesso tecnico e dei difetti del management che hanno provocato il disastro. La Commissione ha concluso che un grande frammento di materiale spugnoso ha colpito durante il lancio la delicata struttura inferiore dell’orbiter indebolendo il rivestimento protettivo di piastrelle e permettendo al plasma rovente di distruggere durante il rientro la struttura delle ali. Il team di Gehrman ha scoperto inoltre che i controllori della missione in Huston hanno mancato di recepire le preoccupazioni sugli effetti della collisione espresse dagli addetti alla manutenzione. I manager della NASA inoltre hanno bloccato un piano per fotografare in orbita la parte inferiore del Columbia mediante i satelliti spia USA per verificare i danni. L’Amministratore della NASA Sean O’Keefe ha promesso di risolvere i problemi sia di management che tecnici e ciò significa che lo shuttle non volerà di nuovo fino al prossimo autunno. L’incidente ha avuto effetti sui programmi spaziali. Gli astronomi non sanno se e quando lo Space Telescope potrà avere la sua missione di servizio e la stazione spaziale non ha modo di lanciare e riportare a terra grandi payload. I piani per costruire un veicolo spaziale di seconda generazione che sostituisca lo shuttle sono oggetto di discussioni al Congresso per quanto riguarda il progetto, il costo e la necessità. Ciò che è chiaro è che il disastro del 2003 costringe ad un riesame di tutto lo sforzo dell’attività spaziale civile e questo occuperà buona parte del 2004.
Science, 17 Dec 2004, Vol. 306, pg. 2010 - Richard A. Kerr - Breakthrough of the Year. Due oggetti mobili non guidati dall’uomo, muovendosi su un altro pianeta, hanno scoperto un altro luogo dell’universo dove potrebbe essere esistita la vita. All’inizio dell’anno due rover sono discesi su Marte in luoghi una volta ricchi di acqua. Il rover Opportunity ha trovato sedimenti di un mare poco profondo, il rover Spirit ha scoperto rocce una volta così bagnate da essersi alterate. I rover hanno confermato ciò che gli scienziati avevano a lungo sospettato. Miliardi di anni fa abbastanza acqua copriva la superficie di Marte da permettere la vita, ma non si può essere ancora sicuri che valli, canali e gole visti dalle telecamere orbitanti siano stati prodotti dalla presenza prolungata di acque superficiali. I rover hanno però stabilito alcuni punti fermi nel dibattito; sappiamo ora che parecchi miliardi di anni fa Marte era abbastanza caldo ed umido da avere mari salati poco profondi e probabilmente questi mari si sono formati e sono spariti ad intervalli lasciando pianure salate battute dal vento. L’acqua è stata sufficiente da depositare 300 m di sali e da produrre minerali di ferro della durezza del marmo. Per un certo tempo Marte è stato un luogo abitabile ricco di acqua. Questi risultati non sono dovuti solamente ai due rover; il Thermal Emission Spectrometer (TES) a bordo del Mars Global Surveyor ha rivelato le emissioni distintive dei minerali nell’infrarosso. La zona piana e scura del Meridiani Planum è risultata ricca di ematite grigia la cui formazione richiede, ma non sempre, la presenza di acqua. Opportunity, scesa sul Meridiani Planum, ha trovato prova di una prolungata presenza di acqua; depositi stratificati di sali di magnesio e calcio e la presenza di jarosite indica che le acque erano acide per l’anidride solforosa dei vulcani. Quando l’acqua evaporava lasciando il sale, il vento formava delle dune di sali sporchi, ma sotto la superficie l’acqua persisteva per formare l’ematite. L’acqua tornava a periodi e si formavano altri depositi di cm di spessore fino ad accumulare un sedimento di 300 m; dalle immagini del Mars Global Surveyor questo processo ha interessato 300000 kmq del Meridiani Planum. Sul lato opposto di Marte, nel cratere Gusev dove è sceso il rover Spirit, questi non ha mai trovato tracce di antichi laghi, come sembrava dalle immagini orbitali, ma strati di lava polverizzata dagli impatti e rocce vulcaniche ricoperte da una crosta alterata dall’acqua. Presumibilmente queste rocce erano una volta sotterrate nel suolo umido. Spostandosi fino alla Columbia Hills alta 100 m, Spirit ha trovato che si trattava di un ammasso finemente stratificato di rocce alterate dall’acqua. Intanto altri strumenti dall’orbita davano altre informazioni su una scala più ampia. Lo spettrometro OMEGA dall’orbiter Mars Express dell’ESA, arrivato il 25 dicembre del 2003, con la sua maggiore risoluzione rispetto al TES, ha trovato solfati in antiche depressioni come i canyon della Valles Marineris e nel Meridiani Planum, ma anche quest’ultimo, che si è scoperto come il luogo più abitabile fino ad ora, l’acqua era acida, salmastra ed intermittente sulla superficie, non molto promettente per la vita. Tuttavia sulla Terra la vita si è evoluta anche in condizioni estreme come questa e la presenza di solfati ed ossidi di ferro come l’ematite potrebbe aver preservato i dettagli di antichi organismi che si potrebbero riportare sulla Terra, ma molto rimane da fare prima di una missione sample return. Il Mars Reconnaissance Orbiter sarà lanciato nell’agosto del 2005 ed il lander Phoenix arriverà nel 2008 per studiare il ruolo del ghiaccio su Marte. Poiché i poli si riscaldano ogni poche decine di migliaia di anni, i suoli ricchi di ghiaccio possono trattenere resti di vita latente. Nel 2009 infine la NASA lancerà il Mars Science Laboratory, un laboratorio di analisi su ruote per lunghe distanze che aprirà la strada per un futuro sample return. Con le missioni umane ancora lontane, solo i robot ci promettono per il momento le prossime scoperte sensazionali.
Science, 17 Dec 2004, Vol. 306, pg. 2012 - The News Staffs - Si segnalano alcuni dei risultati scientifici più significativi dell’anno 2004.
Il ritrovamento dell’Homo floresiensis nell’isola indonesiana di Flores suggerisce che fino a tempi recenti, come 18000 anni fa, gli uomini moderni sono vissuti insieme ad altri ominidi. Si è fatta l’ipotesi che un teschio di soli 380 cmc e i resti di uno scheletro appartenessero ad una precedente popolazione di Homo erectus che nell’isolamento delle isole aveva subito un processo di nanismo. Alcuni scettici ritengono invece che si tratti di una forma microcefala patologica di umani moderni; ne è nata anche una controversia su chi abbia il diritto di studiare questi resti rivendicati dagli indonesiani. Gli scopritori ritengono però che nelle isole ci siano ancora molti resti di questa popolazione da scoprire.
La produzione di un embrione umano nella Corea del Sud mediante trasferimento del nucleo indicherebbe che questa tecnica è applicabile anche alle cellule umane. I ricercatori non cercavano di creare un clone umano, ma di trovare una strada per derivare cellule staminali embrionali umane per un uso terapeutico geneticamente compatibile con il paziente. La tecnica si è avvalsa di un sistema più delicato per rimuovere il nucleo di un ovulo e nel progetto sono stati usati 242 ovuli donati da 16 giovani donne. In USA e UK per motivi etici gli ovuli provengono da quelli non utilizzati nella fertilizzazione in vitro che forse sono quelli meno robusti. A seguito di questa notizia in California è stata approvata la creazione di un fondo per la produzione di cellule staminali embrionali umane con il metodo del trasferimento nucleare, ma alle Nazioni Unite non si è raggiunto un accordo per l’opposizione dei paesi che considerano immorale creare degli embrioni per poi distruggerli.
La realizzazione di un superatomo condensato con i fermioni ha segnato un nuovo passo avanti nella fisica delle basse temperature e della meccanica quantistica. Il primo condensato si è ottenuto nel 1995 (considerato breackthrough of the year) ed usava atomi che si comportano come bosoni, cioè aventi spin intero cosa che permette loro di portarsi a bassa temperatura nello stesso stato quantico comportandosi come un superatomo. I fermioni che hanno spin non intero (pari ad un intero più un mezzo), per il principio di esclusione di Pauli, non possono stare in uno stato quantico già occupato, ma i ricercatori hanno trovato il modo di accoppiare due di questi atomi a formare una molecola che si comporta come un bosone a spin intero. Ciò ha permesso in dicembre ad un team di fisici degli USA e dell’Austria di creare un condensato di fermioni. Questo risultato apre nuove prospettive alla spiegazione dei superconduttori ad alta temperatura in cui agiscono coppie di elettroni ciascuno dei quali è un fermione, ma che insieme formano un bosone.
La scoperta del DNA di regolazione localizzato fuori dalle zone delle sequenze dei geni che codificano le proteine e che costituiscono il 10% del genoma umano ha aperto nuove prospettive sul modo con cui funziona il genoma. Il 90% del genoma era considerato spazzatura (junk) ed invece fra le sequenze fuori da quelle di geni si trovano le importanti funzioni che li controllano e li fanno entrare in azione a tempo e luogo opportuni. Brevi sequenze di circa 500 coppie di basi detti attivatori provocano l’intervento dei geni collegandosi alle proteine dette fattori di trascrizione e piccole differenze in questi fattori fanno variare l’attività dei geni in molti modi. Molti lavori in quest’anno hanno mostrato come questi attivatori sono sorgenti di variazioni genetiche che conducono alla creazione di nuove specie.
La scoperta del primo sistema binario di pulsar ha aperto nuove prospettive nello studio delle stelle di neutroni. Le pulsar sono stelle di neutroni che ruotano ad alta velocità lanciando fasci di radiazione nello spazio. Il sistema binario è stato scoperto dal radiotelescopio australiano Parkes da 64 m che prima ha individuato una pulsar che faceva 44 rivoluzioni al minuto orbitando intorno ad un oggetto oscuro che si rivelato essere pure una pulsar con periodo di 2,8 secondi. Questa passava periodicamente davanti alla prima oscurandola per circa 30 secondi. Inoltre le radiazioni della prima pulsar distorcevano il campo magnetico della seconda attenuandone il segnale radio emesso fino a quasi annullarlo. Si ha ora a disposizione un sistema che permette lo studio del comportamento di pulsar in presenza di campi gravitazionali e magnetici estremi dove si può esaminare il comportamento della teoria generale della relatività di Einstein. Se ci sono delle deviazioni da questa teoria questo è l’ambiente dove possono essere messi in evidenza. Gli astrofisici stanno esaminando il moto delle pulsar mentre gradualmente spiralizzano avvicinandosi fino all’inevitabile collisione che avverrà fra 85 milioni di anni. Queste misure effettuate con orologi ultraprecisi possono rivelare per la prima volta la distribuzione della materia intorno ad una stella di neutroni.
Science, 1 Apr 2005, Vol. 308, pg. 35 - Susan Biggin - Una rivoluzione si sta diffondendo nelle università e nelle comunità scientifiche italiane con il governo conservatore del Primo Ministro Silvio Berlusconi che cerca di adeguare la ricerca pubblica alle esigenze dell’industria. Un decreto di ripiego del governo è passato come legge questa settimana, i Rettori delle università lo hanno dichiarato totalmente inaccettabile e gli scienziati sono pure insoddisfatti del piano di ricerca 2005-07 liberato lo scorso mese che, anche se aggiunge 2,3 miliardi nella scienza, richiede che i ricercatori stringano legami più stretti con l’industria. Berlusconi ha invitato le industrie a fare più sforzi per incrementare la spesa in R&D. Il ministro italiano per l’Educazione, Università e Ricerca, Letizia Moratti ha spinto su questa agenda a favore dell’industria da quando Berlusconi ha preso il potere nel giugno del 2001 per aumentare gli investimenti privati, sviluppare l’industria high-tech ed adeguarsi all’obiettivo dell’Unione Europea che nel 2000, a Lisbona, ha invitato gli stati membri a spendere in ricerca i 3% del PIL entro il 2010. L’Italia spende attualmente 1,2% e più della metà proviene dallo stato. Per attrarre investimenti dall’industria Berlusconi vuole riformare le università e gli istituti di ricerca. Il decreto passato in legge fissa il 31 marzo come scadenza alle università per sottomettere un programma triennale ed approvare gli aumenti di salario per 22000 ricercatori al primo livello dopo un anno invece di tre, il decreto inoltre sposta il 7% dei fondi dalle università pubbliche a quelle private. Queste misure ed altre hanno preoccupato il Collegio dei Rettori che hanno inviato una lettera alla Moratti chiedendo un aumento dei fondi del 10% e sostituire la posizione di ricercatore con una che porti più naturalmente ad un grado di professore associato ed oltre. La Moratti ha accettato ed ha rinviato il disegno di legge in Parlamento. Anche i centri governativi di ricerca sono stati rivoluzionati. L’Istituto per la Fisica della Materia è stato unito al Centro Nazionale delle Ricerche (CNR) che ha ristrutturato i suoi programmi strategici per legarsi all’industria perché i fondi non sono più sufficienti. Il piano nazionale viene costruito intorno a 10 programmi e crea 11 distretti tecnologici, ciascuno specializzato in un campo particolare come telecomunicazioni in Piemonte e nanotecnologie nel Veneto. I ricercatori si sono divisi e molti si preoccupano che la creazione di nuovi istituti riduca i fondi di quelli esistenti. Invece Umberto Veronesi, direttore dell’Istituto Europeo di Oncologia di Milano osserva che un nuovo centro biologico modellato secondo il National Institute of Health americano migliorerà l’accesso delle persone ai più moderni trattamenti. Aldo Schiavoni, direttore dell’Istituto Italiano per le Scienze Umane e specialista della politica dell’educazione, ritiene che la riforma offra opportunità per la struttura della carriera accademica, il Collegio del Rettori deve cogliere l’occasione per modernizzare e non solo per chiedere più risorse. La Moratti insiste che per raggiungere l’obiettivo di Lisbona le università devono guardare oltre ai loro interessi a quelli del settore privato ed avere una visione che includa l’intero paese.
Science, 1 Jul 2005, Vol. 309, pg. 75 - Donald Kennedy and Colin Norman - What Don’t We Know? - In occasione del 125° Anniversario della Fondazione della rivista Science si è voluto fare il punto non delle acquisizioni della scienza, ma dei problemi ancora aperti e si sono selezionate 25 grandi domande a cui si spera di dare risposta nei prossimi 25 anni o almeno indicare la strada per risolverle. Le domande accumulate dalla nostra ignoranza scientifica sono in realtà molto più numerose e, cercando di raccoglierle tutte, ci si è fermati a 125, pari agli anni della rivista. Da queste si sono scelte le 25 che rispondevano almeno ai seguenti criteri: a) essere di carattere fondamentale; b) essere a largo spettro, c) la loro soluzione avrà influenza su altre discipline.
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Science, 28 Oct 2005, Vol. 310, pg. 606 - Jeffrey Mervis - Il virologo Kuan-Teh Jeang che lavora al National Institute of Health (NIH) ha notato che gli scienziati di origine asiatica, secondo un censimento del 2000, costituiscono il 14,7% degli scienziati viventi degli USA pur essendo solo il 4,1% della forza lavoro di tutta la nazione. Così lo scorso maggio, celebrando la Asian Heritage Week, ha voluto esaminare lo stato degli scienziati asiatici all’interno dei programmi del NIH. Per scienziati asiatici si intendono tutti quelli che hanno cognomi asiatici indipendentemente dalla loro cittadinanza o stato di immigrazione ed il gruppo è dominato da Cinesi, Coreani, Indiani, Pakistani e di origine giapponese. Per Jeang ed altri i numeri indicano l’esistenza di un tetto per gli scienziati asiatici che cercano di salire sulla scala della carriera. I numeri sembrano dire che gli asiatici sono benvenuti nei laboratori della NIH, dove raggiungono posizioni permanenti, ma non possono aspettarsi posizioni di senior management. Ciò che succede in NIH vale anche a livello più generale se si guarda nelle maggiori società professionali come la Society for Neuroscience (SfN) e l’American Society for Biology and Molecular Biology (ASBMB). In quest’ultima nessuno dei 26 membri del concilio sono di origine asiatica e non ce ne sono fra i 193 membri degli 11 comitati permanenti. Molto pochi sono in posizioni elevate, ma sono ben rappresentati ai livelli inferiori della scala. Altri però dicono che se si guarda solo alle statistiche si può saltare alle conclusioni ed affermare che c’è discriminazione; la direzione della ASBMB respinge le accuse e si dice pronta a discutere il problema. Ci si chiede quanti sono gli scienziati di origine asiatica realmente qualificati per posizioni di leadership, una insufficiente capacità di linguaggio può mettere queste persone in posizione di svantaggio, inoltre questo tetto non significa che non ci siano individui che hanno raggiunto posizioni di grande preminenza. Gli Stati Uniti sono la società più tollerante del mondo nei riguardi degli scienziati stranieri. Anche Jeang ritiene che ci siano già dei cambiamenti. Lo scorso anno egli era sul punto di abbandonare NIH quando un collega anziano lo convinse che tutto era a suo favore, attualmente tutte le persone chiave sono asiatiche e c’è solo da aspettare che le disparità scompaiano.
Science, 23 Dec 2005, Vol. 310, pg. 1878 - Elizabeth Culotta and Elizabeth Pennisi - Breakthrough of the Year. Riconoscendo come la selezione naturale modifica la diversità della vita, Charles Darwin, un secolo e mezzo fa, ha trasformato il modo con cui i biologi vedono il mondo. Darwin è stato l’iniziatore e, dal 1858, anno in cui pubblicò l’Origine dalla Specie, migliaia di ricercatori hanno esplorato tutti gli aspetti dell’evoluzione. Oggi l’evoluzione è il fondamento di tutta la biologia, ogni anno i ricercatori di tutto il mondo scoprono legami con il pensiero dell’evoluzione da formare un libro molte volte più voluminoso di quello di Darwin. Il 2005 è stato un anno particolare per le scoperte su come funziona l’evoluzione. Dati acquisiti dai genoma hanno permesso ai ricercatori di scoprire le modifiche molecolari che guidano i cambiamenti evolutivi degli organismi e come le popolazioni divergono formando nuove specie: il maggiore mistero che sconcertava Darwin. Per questo motivo quest’anno Science ha messo in luce Darwin segnalando le scoperte che rivelano come funziona l’evoluzione.
Uno dei più sensazionali risultati si è avuto in settembre quando un team internazionale ha pubblicato il genoma del nostro parente più prossimo: lo scimpanzé. Avendo già in mano il genoma umano, i ricercatori possono cominciare ad esaminare uno per uno i 40 milioni di eventi evolutivi che lo separano da noi. I dati del genoma confermano la stretta parentela. Noi differiamo solo per circa l’1% dei nucleotidi e le proteine differiscono in media per meno di due ammino acidi. La sorpresa è che larghi tratti di genoma non codificante sono inseriti o cancellati, portando la differenza totale di DNA fra le due specie al 4%. Da qualche parte in questo elenco di differenze si troverà il programma che ci rende umani. Quest’anno parecchi gruppi hanno pubblicato prove che la selezione naturale ha recentemente favorito alcuni geni unicamente umani che vengono espressi nel cervello. Un altro team internazionale ha catalogato ed organizzato più di un milione di single-nucleotide polymorphism che sono il materiale di base dell’evoluzione e ci aiuteranno a scoprire la storia dell’evoluzione umana.
Il 2005 è stato anche un anno preminente nello studio dell’emergenza di nuove specie. Una specie nuova si forma quando le popolazioni di una specie cominciano ad adottare comportamenti differenti ed alla fine non si incrociano più. Più facilmente accade per gruppi separati da distanze o da oceani, ma a volte anche popolazioni contigue si separano quando gli incroci cessano. Quest’anno i biologi hanno trovato esempi di questi processi con rapidi cambiamenti evolutivi di forme e comportamento. Ad esempio un gruppo di uccelli europei dalla testa nera ha migrato a nord invece che a sud cambiando il luogo dell’accoppiamento e questo porterà alla differenziazione della specie. Così delle semplici differenze nel colore delle ali nei maschi di alcune specie di farfalle ed un rapido cambiamento del numero di cromosomi porta alla separazione di identità. Ancora un altro esempio è quello di alcuni pesci marini dell’emisfero nord che, alla fine dell’era glaciale, si sono distribuiti in laghi isolati e si sono evoluti in dozzine di specie diverse perdendo nel tempo le placche ossee che li proteggevano dai predatori marini e la causa è stata, non un gene, ma un raro difetto del DNA che agiva su una molecola responsabile del meccanismo di sviluppo delle placche. Nel 2005 i biologi hanno scoperto l’importanza del DNA al di fuori dei geni studiando due specie di moscerini della frutta dove il 40-70% del DNA non codificante evolve più lentamente dei geni. L’insieme delle basi non codificanti che include le regioni di regolazione rimane statico all’interno di una specie e varia da una specie all’altra indicando che hanno un ruolo chiave nella speciazione.
L’insieme di tutte queste informazioni raccolte può influenzare la medicina umana. Ad esempio si sa che gli uomini sono molto suscettibili all’AIDS, alla malattie coronarie, all’epatite virale cronica ed all’infezione malarica, mentre gli scimpanzé non lo sono. Studiando le differenze fra le due specie si potranno capire gli aspetti genetici e quelli biomedici di queste malattie. Nel 2005 infine i ricercatori hanno affrontato la minaccia della nuova influenza aviaria. In ottobre i biologi hanno usato i tessuti estratti da un corpo rimasto congelato per circa un secolo nel permafrost dell’Alaska per sequenziare tre geni sconosciuti del virus dell’influenza del 1918, causa dell’epidemia che ha fatto da 20 a 50 milioni di morti. Dai dati genetici i virologi hanno concluso che il virus dl 1918 è partito da un ceppo aviario ed un insieme di mutazioni gli hanno consentito di infettare gli uomini. Per questo motivo la nuova influenza aviaria può evolversi e provocare una pandemia. Un gruppo di ricercatori ha ricostruito il virus del 1918 ed ha studiato il suo comportamento. Si sono accorti che il virus aveva perso la sua dipendenza dalla tripsina, un enzima che prendeva dalle cellule ospiti che infettava, ed usava invece un proprio enzima. Come risultato riusciva a concentrarsi in modo eccezionale nei tessuti polmonari di topi e questo spiega la sua virulenza sugli umani.
Darwin ha messo in evidenza l’esistenza dell’evoluzione per selezione naturale, ma il meccanismo era per lui un mistero. Oggi i suoi seguaci includono tutti i biologi le cui ricerche ci aiutano a scoprire come funziona l’evoluzione.
Science, 23 Dec 2005, Vol. 310, pg. 1880 - The News Staff - Si segnalano alcuni dei risultati scientifici più significativi dell’anno 2005.
L’esplorazione planetaria nel 2005 ha avuto un’accelerazione e sonde spaziali sono state mandate sulla Luna, Mercurio, Venere, Marte, su una cometa, un asteroide, Saturno ed ai confini del sistema solare. Sul Pianeta Rosso ci sono tre orbiter e due rover che trasmettono terabyte di dati, ma il punto più alto è stato raggiunto con la discesa nell’atmosfera di Titano, la luna di Saturno. In gennaio la sonda europea Huyghens è discesa in un mondo in apparenza familiare, ma fondamentalmente misterioso, fra piogge di metano liquido e materiali organici. Il vecchio esploratore Voyager 1 ha comunicato il suo arrivo al confine del sistema solare dove il vento solare rallenta bruscamente. La sonda Deep Impact ha colpito la cometa Tempel 1 suscitando emissioni sotterranee. Cassini ha orbitato intorno agli anelli di Saturno avvicinando Titano e le altre lune. SMART-1 è arrivato sulla Luna con il suo motore ionico. Hayabusa ha avuto un contatto con l’asteroide Itokawa. Stardust sta portando a casa piccoli campioni della cometa Wild 2. MESSENGER è in rotta per Mercurio e il Mars Reconnaissance Orbiter e Venus Express stanno spiraleggiando intorno alle loro destinazioni. Per il momento si assiste ad un periodo di gloria nell’esplorazione del sistema solare.
Le stelle di neutroni hanno rivelato la loro natura violenta quando il 27 dicembre 2004 un impulso da 0,2 secondi proveniente dalla Via Lattea ha saturato i rivelatori di una dozzina di sonde spaziali. Nonostante la distanza, l’esplosione è stata, nella banda dei raggi X, più brillante di ogni eruzione solare. Settimane di analisi hanno mostrato che la probabile sorgente era quella di un terremoto stellare in una magnetar, una giovane stella di neutroni instabile imprigionata nel più intenso campo magnetico conosciuto. Questi lampi si erano già verificati altre volte, ma questo è stato 100 volte più potente. Gli astrofisici hanno proposto che questi giganteschi lampi delle magnetar risolvono il mistero dei lampi gamma (GBR) di breve durata, ma a partire da maggio i satelliti per le alte energie della NASA hanno raccolto molti GBR brevi da più grande distanza ed i telescopi con base a terra, molti dei quali automatici, hanno misurato le code delle emissioni individuando le sorgenti dove non c’era traccia delle esplosioni di supernova che producono GBR lunghi. Si è chiarito così lo scenario favorito per i GBR brevi: un rapido cataclisma provocato dalla fusione di due stelle di neutroni o di una stella di neutroni ed un buco nero. I ricercatori non sanno ancora discriminare fra questi due casi, ma la situazione cambierà appena il satellite Swift ed altri strumenti avranno raccolto molti altri esempi. Si spera infine che il fenomeno della fusione di stelle di neutroni venga rivelato anche tramite le onde gravitazionali dal LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory).
I disordini del cervello, come la schizofrenia, la sindrome Tourette e la dislessia, sono stati messi in relazione con meccanismi genetici che hanno un ruolo nello sviluppo del cervello A novembre due relazioni affermano che varianti del gene DISC1 aumentano il rischio della schizofrenia. Un team ha trovato che, inibendo nei topi l’attività di DISC1, si altera lo sviluppo del cervello causando delle anormalità nella corteccia cerebrale simile a quelle riscontrate postmortem nei cervelli dei malati di schizofrenia. In ottobre, ricercatori hanno descritto un raro difetto genetico che sembra causare la sindrome Tourette. La distruzione del gene SLITRK1 influenza la formazione dei neuroni durante lo sviluppo nella regione del cervello che si pensa alterata nella sindrome Tourette inclusi i disordini ossessivi. Molti di questi lavori indicano che errori genetici alterano la biologia del cervello alla nascita, in modo da predisporlo ai diversi disordini nel corso della sua vita.
Il ritratto di una proteina essenziale ai nervi ed ai muscoli è stata fatta quest’anno dai ricercatori spiegando il meccanismo di controllo del flusso di ioni di potassio. Tutto era partito dal maggio 2003 quando Roderick MacKinnon della Rockfeller University di New York (premio Nobel della Chimica nel 2003) ed il suo team hanno proposto il primo modello del canale del potassio controllato dalle cariche elettriche spiegando come funzionava. Lo scorso agosto lo stesso MacKinnon ha presentato un secondo modello per il canale del ratto detto Kv1.2, mostrando come la parte che rivela la tensione si accoppia con il meccanismo che apre e chiude il canale. Rimane da capire come funziona il sensore.
Il cambiamento climatico ha dimostrato la sua realtà con un crescendo di prove ed alcuni politici USA cominciano occasionalmente a pensare a interventi sulle emissioni dei gas serra. In gennaio gli esperti del clima hanno annunziato che gli oceani si sono riscaldati nelle ultime decadi fino in profondità come prevedevano i modelli e gli studi sui cicloni tropicali indicano che sempre più sono aumentati di intensità. Alle alte latitudini il ghiaccio che copre l’oceano artico ha raggiunto un minimo record e tutti questi cambiamenti climatici stanno alterando tutto, dalla migrazione degli uccelli in Australia alla composizione microbica dei fanghi sottomarini. Sembra ora che l’atteggiamento dell’opinione pubblica negli Stati Uniti stia cambiando. Al Senato è passata una risoluzione che autorizza un controllo delle emissione dei gas serra se i costi per la nazione non sono significativi. Nel Nordest nove stati hanno deciso di ridurre i limiti di emissione delle centrali di potenza, i Governatori della California, Oregon e Washington si sono accordati per incoraggiare l’efficienza nell’energia ed il Governatore della California Arnold Schwarzenegger ha richiesto una drastica riduzione delle emissioni nel suo stato nei prossimi 45 anni.
Benvenuto ITER. Dopo 18 mesi di aspri contrasti l’International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) da 12 miliardi di US$ ha ottenuto finalmente una sede. In giugno i negoziati si erano interrotti a livello diplomatico nella scelta se costruire l’ITER a Cadarache, nel sud della Francia, o a Rokkasho in Giappone. Ora il vincitore è Caradache. Il concetto dell’ITER è nato negli anni ’80 e fu basato sull’uso di elettromagneti a superconduzione per trattenere un plasma di isotopi di idrogeno a temperature e pressione abbastanza alta da raggiungere la fusione nucleare. Lo sforzo di progettazione fu diviso fra Europa, Giappone e Stati Uniti. Alla fine degli anni ’90, completato il progetto, i governi esitarono davanti al prezzo e chiesero ai progettisti di ridurlo a metà. Gli Stati Uniti si ritirarono nel 1999 per tornare nel team nel 2003. Alla fine del 2003 rimase un problema: la scelta della sede. I ministri dei sei governi membri: Cina, Unione Europea (EU), Giappone, Corea del Sud, Russia e Stati Uniti, si riunirono in Washington DC per una cerimonia di gala, ma, al momento del voto, i membri si divisero in due. Furono fatti studi sui due siti proposti, ma senza risultato. Si parlò di motivi politici e gli Europei sospettarono che gli Stati Uniti rifiutassero di supportare la Francia per punirla della sua opposizione alla guerra in Iraq mentre gli Stati Uniti sostenevano il Giappone per il suo supporto alla guerra. Alla fine EU e Giappone trattarono direttamente fra di loro e nel giugno di quest’anno, dopo mesi di delicata diplomazia, il Giappone ritirò Rokkasho in cambio di una più ampia fetta dei contratti di costruzione ed un forte contributo europeo agli impianti di ricerca per la fusione in Giappone. Ora i ricercatori dell’ITER possono guardare ad alcuni decenni di lavoro sotto il sole mediterraneo. E chi lo sa? Forse alla fine il mondo avrà un reattore di fusione in funzione.
Science, 23 Dec 2005, Vol. 310, pg. 1882 - Adrian Cho - I fisici delle particelle negli Stati Uniti probabilmente preferiscono dimenticare il 2005. I problemi di bilancio hanno costretto alla cancellazione dei due maggiori esperimenti per i quali i ricercatori stavano per iniziare la costruzione. Questo fatto non lascia più nessuno a lavorare sulle particelle chiamate quark ed allo stesso tempo il Department of Energy (DOE) ha chiesto ai fisici quale dei due impianti esistenti di collisori di particelle debba essere chiuso per risparmiare. A gennaio i fisici furono sorpresi quando il DOE cancellò l’esperimento BTeV da 140 milioni di US$ al Fermilab di Batavia, Illinois, per lo studio dei bottom quark, cugini più pesanti ed instabili del down quark che si trova nei protoni e nei neutroni. In agosto la National Science Foudation (NSF) cancellò l’esperimento di Rare Symmetry Violation Processes (RSVP) che cercava le prove di una nuova fisica nel decadimento di particelle dette muoni e del mesone K0, ma questo non è stato una sorpresa perché i costi di costruzione erano raddoppiati e quelli operativi triplicati. Per l’inizio del prossimo anno il DOE ha chiesto uno studio all’Office of Science sui due acceleratori, il Tevatron del Fermilab o il PEP-II dello Stanford Linear Accelerator Center di Menlo Park, in California, per stabilire quale chiudere subito. Il Tevatron fa collidere protoni ed antiprotoni ad alta energia e genera i top quark ed altre particelle e doveva essere chiuso nel 2009. Il PEP-II fa collidere elettroni e positroni e produce i bottom quark e doveva essere chiuso nel 2008. La chiusura anticipata di uno dei due avrebbe fatto risparmiare denaro per altri progetti. Nel frattempo in Europa si sta assemblando il Large Hadron Collider a Ginevra per il 2007, una macchina da 7,7 miliardi di US$ che dovrebbe scoprire il bosone di Higgs. In Gippone poi c’è il collisore KEK-B che produce i bottom quark e studia i neutrini. Tuttavia i fisici delle particelle di Europa ed Asia non sono contenti di rimanere soli. Un forte programma USA su questo campo è essenziale per gli sviluppi e la previsione di costruire l’International Linear Collider (ILC) richiede la partecipazione degli USA. Anche il DOE è entusiasta dell’ILC ed un progetto preliminare si dovrebbe fare per la fine del 2006.
Science, 23 Dec 2005, Vol. 310, pg. 1883 - John Bohannon - Non c’è dubbio che gli ultimi 12 mesi dall’ultimo Breakthrough of the Year sono stati quelli di un “annus horribilis”. Si sono avuti tre grandi disastri naturali: il tsunami di Natale 2004 nell’Oceano Indiano, l’uragano Katrina nella Costa del Golfo USA ed il terremoto del Pakistan. Insieme hanno prodotto circa 300000 morti e milioni di senza tetto. Nel Pakistan il disastro cresce ancora mentre l’inverno arriva sulle comunità disastrate. Le compagnie di assicurazioni classificano questi eventi come “act of God”, disgrazie di cui nessuno ha colpa. Tuttavia molti scienziati osservano che i disastri naturali sono tutt’altro che naturali. Le società possono mitigare i loro effetti prendendo opportune decisione su dove e come la gente deve vivere, su come diffondere le informazioni ed in quali ricerche investire. Un sistema di allarme dei disastri è efficace in funzione del suo livello scientifico. Per alcuni eventi come gli uragani e le eruzioni la scienza ha migliorato le sue previsioni, per altri però, come i terremoti, decenni di ricerche hanno chiarito dove e come possono colpire, ma non quando. Anche con sistemi di allarme avanzati ed infrastrutture, i disastri continuano a produrre danni enormi. Nello scorso anno ci sono stati danni di 200 miliardi di US$ per i soli danni dovuti al tempo meteorologico, tre volte più alti di ogni altro anno precedente. Gli economisti pensano che i paesi devono investire su nuovi tipi di assicurazione per i disastri e trasferire il rischio ai mercati finanziari. Una cosa è certa: gli anni a venire non saranno migliori. Nel mondo in via di sviluppo la popolazione urbana raddoppierà entro il 2030 e dovunque ci sono popolazioni costiere. Il cambiamento climatico minaccia di portare più uragani per il riscaldamento e probabili inondazioni delle coste per l’aumento del livello del mare. I disastri del 2005 devono essere usati come un’opportunità per imparare.
Science, 6 Jan 2006, Vol. 311, pg. 34 - Jeffrey Mervis - Il 20 dicembre scorso, una decisione del giudice John Jones III della corte federale di Dover, Pennsylvania, ha ordinato di rimuovere dal curriculum scientifico delle scuole ogni riferimento all’Intelligent Design (ID). La motivazione è stata che l’insegnamento della scienza deve spiegare ciò che la scienza è e quindi bisogna dire in modo chiaro che l’Intelligent Design non è scienza. I genitori di 11 studenti di Dover erano ricorsi in giudizio contro la decisione del consiglio della scuola che, nell’ottobre del 2004, aveva dichiarato che gli studenti dovevano essere edotti sulle differenze ed i problemi fra la teoria di Darwin e le altre teorie dell’evoluzione, incluso, ma non limitato a l’Intelligent Design. Si spera che la decisione del giudice chiuda il dibattito a Dover. Otto dei nove membri del consiglio della scuola sono stati sconfitti anche alle elezioni di novembre ed il nuovo consiglio non intende appellarsi in giudizio, tuttavia non si pensa che i sostenitori della ID rinunzieranno alla loro battaglia e cercheranno altre strade. Ci sono altri precedenti alla sentenza: quella del 1987 (Corte Suprema) e quella del 1982 (Corte dell’Arkansas), in cui si affermava la proibizione ad insegnare nelle scuole pubbliche la “scienza della creazione”. I sostenitori dalla ID affermano che esiste una irriducibile complessità nella vita che richiede un progetto e cause soprannaturali, ma questo è un concetto inerentemente religioso e non può essere annoverato fra le teorie come definite dalla National Accademy of Science.
Science, 22 Dec 2006, Vol. 314, pg. 1848 - Dana Mackenzie - Breakthrough of the Year. Per i matematici la prova della congettura di Poincaré di Grigori Perelman si qualifica come Breakthrough dell’ultima decade e certo ha preso buona parte degli ultimi dieci anni per convincerli che era vera. Nel 2006, circa 4 anni dopo che il matematico russo aveva rilasciato il primo dei 3 articoli che delineavano la prova, si è raggiunto il consenso sulla risoluzione di uno dei più venerabili problemi. La prova di Perelman ha influenzato fondamentalmente due branche della matematica. Per prima cosa ha risolto un problema che per più di un secolo era alla base della topologia, lo studio matematico delle forme astratte. I matematici si aspettano che questo lavoro porti alla prova della congettura di geometrizzazione, una specie di tavola periodica per gli spazi tridimensionali, come la tavola di Mendeleev lo è per la chimica. Oltre a portare nuovi risultati alla topologia, il lavoro di Perelman ha introdotto nuove tecniche nelle equazioni delle trasformazioni geometriche, metodi per trasformare spazi, con cui è difficile lavorare, in altri più maneggevoli. Nello studio di queste equazioni spesso si arriva a singolarità per cui non sono più valide e Perelman ha fatto saltare questi ostacoli. Per la prima volta i matematici sono stati in grado di capire le strutture di queste singolarità ed i metodi sviluppati portano luce su altri sistemi naturali come le equazioni di Navier-Stokes della fluidodinamica e le equazioni di Einstein della relatività generale. Henry Poincaré, che pose questo problema nel 1904, è considerato il padre della topologia, il primo a distinguerla dall’analisi (la branca che si è distinta dal calcolo) e dalla geometria. La topologia è spesso descritta come la geometria delle superfici di gomma perché tratta le proprietà delle superfici che possono subire arbitrarie deformazioni, senza ammettere lacerazioni e cuciture. I nostri corpi e gli oggetti più familiari hanno tre dimensioni, ma le loro superfici ne hanno solo due ed hanno essenzialmente una caratteristica: il numero di buchi della superficie. Una superficie senza buchi equivale ad una sfera, una superficie con un buco equivale ad un toro. Una sfera non può essere mai trasformata in un toro e viceversa. Oltre agli oggetti tridimensionali (3D) con superfici bidimensionali (2D), è anche possibile definire spazi curvi 3D come superfici di oggetti 4D. Per visualizzarli, i matematici usano notazioni simboliche con cui li descrivono e possono esplorare le loro proprietà. Poincaré ha sviluppato un procedimento, detto “gruppo fondamentale”, per scoprire buchi, torsioni ed altre caratteristiche in spazi di qualsiasi dimensione. Poincaré fece la congettura che uno spazio 3D del gruppo fondamentale deve essere un’ipersfera: la superficie di una sfera 4D. Questa congettura si dimostrò difficile da provare. Nei primi anni ’80, i matematici hanno provato analoghe affermazioni per spazi di qualsiasi dimensioni maggiori di tre, ma non per la congettura di Poincaré. Per fare progressi, hanno ricombinato topologia e geometria e, nel 1982, William Thurston ha teorizzato che ogni spazio 3D può essere sagomato in modo che ogni parte abbia una geometria uniforme e si abbiano solo otto possibili geometrie. Questa fu la congettura di geometrizzazione. Se si fosse dimostrata vera, questa congettura avrebbe dimostrato quella di Poincaré perché la sfera è l’unica delle otto geometrie che ammette il semplice gruppo fondamentale e Richard Hamilton propose una possibile strategia per provarla. Hamilton adottò un procedimento matematico che usava un’equazione di evoluzione geometrica simile alle equazioni della termodinamica chiamata “flusso di Ricci” in onore di Gregorio Ricci-Curbastro. Questa strategia funzionava perfettamente per le superfici 2D, ma nelle superfici 3D si inceppava finendo in singolarità. Nel 2000, quando il Clay Mathematics Institute definì la congettura di Poincaré come il problema del Millennio da 1 milione di US$, si pensò che non c’era nessuna soluzione in vista. In realtà Perelman, di 26 anni nativo di St. Petersburg, aveva già fatto progressi. Nel 1995 aveva fatto ritorno in Russia dopo un soggiorno di 3 anni negli Stati Uniti dove aveva incontrato Hamilton ed aveva appreso del flusso di Ricci. Per i successivi 7 anni rimase senza contatti e nel novembre del 2002 inviò per Internet il primo dei tre articoli che delineavano la prova della congettura di geometrizzazione. Già nel titolo della prima sezione dell’articolo: “Il flusso di Ricci come flusso del gradiente” metteva in risalto il particolare sfuggito ad Hamilton di una quantità che cresceva sempre e che, per analogia con la meccanica statistica e le leggi della termodinamica, Perelman chiamò “entropia”. Nel 2003, quando Perelman ritornò negli Stati Uniti per una conferenza sul suo lavoro, molti matematici avevano ancora dubbi sul fatto che avesse risolto tutti i problemi. Tuttavia, entro il 2006, finalmente la comunità dei matematici raggiunse il consenso. Tre manoscritti separati, ciascuno di 300 pagine, completavano con i dettagli ancora mancanti la dimostrazione di Perelman. Questa estate l’International Mathematical Union (IMU) decise di assegnare a Perelman la Field Medal, considerata tradizionalmente la più alta onorificenza in matematica (come un premio Nobel). Il trionfo però non ebbe luogo. Il 22 agosto John Ball, Presidente dell’IMU, annunziò che Perelman aveva rifiutato la Field Medal. In un’intervista a The New Yorker il matematico disse che si era ritirato dalla matematica deluso per non meglio specificate mancanze di comportamento etico da parte dei colleghi durante le discussioni. Nonostante i tentativi di conciliazione, sono rimaste la animosità che hanno impedito ai matematici di celebrare degnamente il grande successo del nuovo millennio.
Science, 22 Dec 2006, Vol. 314, pg. 1848 - The Staff - Si segnalano alcuni dei risultati scientifici più significativi dell’anno 2006.
Il DNA fossile - Quest’anno, nel 50° anniversario della scoperta dell’uomo di Neandertal, ricercatori in Europa e negli Stati Uniti, hanno sequenziato più di un milione di basi del DNA di questa antica specie umana. A novembre due gruppi, uno che ha decodificato 65000 e l’altro un milione di basi, hanno mostrato che si possono ora distinguere dalle sequenze diversità, fra uomini moderni ed antichi, che rivelano salti nell’evoluzione. Gli studi hanno concluso che i Neandertal si sono differenziati dai nostri antenati almeno 450000 anni fa, tempo approssimativo suggerito dagli studi dei fossili e del DNA mitocondriale. Uno studio suggerisce che Neandertal ed uomini moderni possono essersi incrociati. Il lavoro ha fornito una bozza dell’intero genoma dei Neandertal e progressi si faranno man mano che si renderanno disponibili altri fossili. Nel gennaio del 2006 i ricercatori, con una più veloce tecnica di decodifica che permette di leggere la sequenza di migliaia di basi insieme, hanno decodificato 13 milioni di basi di un mammut di 27000 anni fa. Lo stesso campione ha fornito anche altri 15 milioni di basi di batteri, funghi, virus, microbi del terreno e piante dell’ambiente di questo antico mammifero.
Il ritiro dei ghiacciai. - I glaciologi quest’anno hanno avvertito che le grandi masse di ghiaccio che coprono Groenlandia ed Antartico si stanno riducendo con ritmo accelerato. I ricercatori non sanno capire come mai gli strati di ghiaccio siano così sensibili ad un riscaldamento ancora modesto dell’aria e dell’acqua degli oceani. Il futuro è ancora pieno di incertezze, ma se questa accelerazione continua, le coste basse, come a New Orleans, in Florida del sud ed in Bangladesh, potranno subire inondazioni nei prossimi due secoli, invece che fra millenni. Questi risultati provengono da decenni di misure con altimetri laser a bordo di aerei, radar da satelliti e, recentemente, da una coppia di satelliti che hanno misurato la massa del ghiaccio direttamente dal suo effetto gravitazionale. Tecniche ed analisi diverse hanno dato risultati diversi sulla grandezza del cambiamento, ma tutti mostrano che, sia la Groenlandia che l’Antartico, hanno perso ghiaccio negli ultimi 5-10 anni. Queste perdite non hanno alzato il livello del mare più di 0,1 m in un secolo, ma i ricercatori temono che potrebbe alzarsi anche di 1 m per secolo o più nel prossimo futuro e, se il ghiaccio non si scioglie più rapidamente, esso si muove più rapidamente, forse è lo scioglimento a provocare un effetto di lubrificazione.
L’ultimo sistema di mimetizzazione. - Quest’anno i fisici hanno realizzato il primo rudimentale sistema per rendere invisibile un oggetto. Benché sia lontano dalla perfezione, perché rende invisibile l’oggetto solo se osservato alle microonde, con certe frequenze e su un solo piano, il sistema mostra come si possano manipolare le onde elettromagnetiche per ottenere lo scopo. In maggio, due analisi indipendenti hanno predetto come fosse possibile guidare le onde elettromagnetiche intorno ad un oggetto per renderlo invisibile. Era solo necessario progettare un involucro di metamateriale formato da piccoli bastoncini ed anelli a forma di C di materiale metallico. Le onde elettromagnetiche eccitano gli elettroni di bastoncini ed anelli e deviano il percorso delle onde. Ambedue le analisi specificavano come progettare il metamateriale. In ottobre i fisici della Duke University hanno realizzato un dispositivo per dimostrare che il sistema funzionava, con alcune approssimazioni che lo rendono leggermente riflettivo ed a forma di anello, invece che come una sfera completa. Per le onde luminose la tecnologia è ancora lontana, essendo le lunghezze d’onda troppo piccole. Si deve aggiungere però che questi dispositivi non servono per le spie perché anche per loro non sarebbe possibile vedere fuori. Il principio teorico è quello di una trasformazione ottica che incurva lo spazio nel percorso delle onde elettromagnetiche con un materiale le cui proprietà ottiche variano da punto a punto. La tecnica può servire per progettare antenne, schermi e mille altri dispositivi.
Una speranza per i malati di degenerazione maculare. - Quest’anno è venuta una buona notizia per le persone che con l’età soffrono alla vista per degenerazione maculare o AMD (age-related macular degeneration). I risultati di due cliniche mostrano che il trattamento con ranibizumab migliora la visione di circa 1/3 dei pazienti e stabilizza le condizioni di molti altri. La perdita di visione nella forma umida di AMD è causata dall’accrescimento e dalle perdite dei vasi sanguigni nella macula che è la regione centrale della retina. Il ranibizumab, un anticorpo monoclonale prodotto dalla Genentech Inc., funziona meglio degli altri trattamenti perché agisce specificatamente su una proteina chiamata VEGF che stimola l’accrescimento dei vasi sanguigni. La Food and Drag Administration (FDA) USA ha approvato quest’anno il trattamento con ranibizumab, ma i ricercatori stanno analizzando anche un altro anticorpo della Genentech, noto come bevicizumab, più economico del ranibizumab il cui costo è di 1950 US$ per dose mensile. I ricercatori dell’AMD stanno facendo progressi anche su un altro fronte, avendo scoperto parecchi geni che influenzano la suscettibilità alle malattie dell’occhio. L’identificazione di questi geni può aiutare i medici a determinare se una persona è ad alto rischio per l’AMD e quindi prendere misure preventive e trovare anche migliori terapie.
Scrutare oltre le barriere della luce. - I biologi hanno potuto osservare la struttura fine delle cellule e delle proteine con tecniche spettroscopiche che superano i limiti dell’ottica e questi progressi aprono un nuovo campo alla microscopia. Un normale microscopio non può risolvere dettagli più piccoli di mezza lunghezza d’onda della luce che illumina l’oggetto, circa 200 nanometri per la luce visibile. Per anni fisici ed ingegneri hanno concepito schemi per superare questo limite di diffrazione. In aprile ricercatori tedeschi hanno usato una tecnica, nota come stimulated emission depletion (STED) per studiare le vescicole sinaptiche. I ricercatori hanno contrassegnato le proteine delle vescicole con coloranti e le hanno eccitate con luce laser per emettere un lampo al limite della diffrazione. Applicando poi un secondo fascio laser con un buco scuro al centro e facendo una scansione per memorizzare i livelli di fluorescenza, hanno ricostruito un’immagine con risoluzione di decine di nanometri. In agosto un altro team ha creato un’immagine delle proteine con una tecnica più semplice, nota come photoactivated localization microscopy (PALM) usando dei contrassegni fluorescenti che sono prima attivati con impulsi di luce di una certa lunghezza d’onda e poi resi fluorescenti con un’altra lunghezza d’onda centrando una molecola per volta. Il team ha mappato così la proteina con risoluzione nanometrica. Bisogna ancora vedere quanto queste tecniche potranno essere utilizzate, ma i ricercatori sono ottimisti.
Nuove aree di ricerca per il 2007:
Novità per lo spazio - Quattro nuove sonde spaziali impegneranno gli scienziati nel prossimo 2007. Il COROT europeo, che sarà lanciato questo 27 dicembre rivelerà dozzine di pianeti esterni grandi come Giove intorno ad altre stelle e scoprirà anche la presenza di pianeti di dimensioni fino a 4 volte quelle della Terra. Il Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) fornirà immagini più dettagliate della superficie di Marte ed userà un radar per vedere gli strati di rocce e di ghiaccio fino ad un km di profondità. Il Venus Express raggiungerà la sua orbita definitiva. In febbraio New Horizon ci rimanderà foto di Giove durante il suo viaggio per raggiungere Plutone nel 2015.
Crani ed ossa - Negli ultimi anni i paleontologi hanno scoperto crani, denti e membra inferiori del genere Homo nei siti della Repubblica di Georgia, Cina e Kenya. Nel corso del 2007, le prime descrizioni di questi fossili dovrebbero scoprire l’identità dei nostri primi antenati umani che hanno lasciato l’Africa circa 1,8 milioni di anni fa. Nello stesso tempo lo scheletro parziale dell’Ardipithecus ramidus, un antenato umano vissuto in Etiopia 4,4 milioni di anni fa, promette di darci altre informazioni su come si è evoluta la stazione eretta dei primi uomini.
Nuovi geni dei primati - Con la decodifica dei genomi di uomini e scimpanzé, la ricerca genetica sull’evoluzione del passato si sta aprendo ad altre specie di primati. Sono già disponibili mappe di bassa risoluzione di gorilla, macachi rhesus, orangutang, marmoset e gibboni ed una versione corretta sarà disponibile nel 2007. Si aggiungeranno le bozze dei genoma dei galago, scimmie urlatrici e lemure topo. Se si segue la pianificazione, l’analisi comparativa di questi genomi potrebbe finalmente spiegarci che cosa rende gli uomini diversi.
Cambiamento climatico - L’esistenza di un riscaldamento globale indotto dall’uomo diventa sempre più convincente dopo il rapporto di febbraio dell’Intergovernmental Panel on Climate Change. Nel frattempo l’International Polar Year, che si apre a marzo, eseguirà ricerche sul clima nelle zone artiche ed il mondo guarda al Congresso USA che, ora sotto il controllo dei Democratici, si attende approvi qualche provvedimento vincolante mentre il Presidente George W. Bush influenzerà il dibattito.
Studi comparativi del genoma umano - Gli studi che confrontano i genomi degli uomini sani con quelli dei malati aumentano in modo esponenziale. Gli scienziati hanno già applicato questa strategia alla degenerazione maculare, alla memoria, alle infiammazioni intestinali e vi sono nuovi progetti per la schizofrenia, psoriasi, diabete e molti altri ancora. Ci si chiede però se tutta questa messe di dati, insieme alla pista genetica, offrirà una spiegazione su come si sviluppano le malattie e se l’associazione genetica aiuterà più dei sistemi tradizionali.
Science, 2 Nov 2007, Vol. 318, pg. 733 - Richard Stone - All’inizio del XVII secolo un umanista cinese dell’epoca Ming evitò una carestia potenziando l’agricoltura e realizzando dighe e canali per il controllo delle inondazioni. Promosse inoltre la riforma del calendario cinese sulla base di precise conoscenze astronomiche. Un altro suo monumentale contributo fu quello di tradurre in cinese parte degli Elementi di Euclide con l’aiuto di dotti gesuiti, introducendo in Cina il pensiero matematico occidentale. Quest’uomo del rinascimento cinese si chiamava Xu Guangqi. Lo scorso mese sono stati commemorati i 400 anni della pubblicazione in cinese degli Elementi. Xu ha promosso l’idea di imparare dal mondo occidentale ed ha iniziato l’illuminismo cinese. Nell’ultimo secolo i leader della Cina hanno tenuto in mente questo consiglio come ha detto il Presidente Hu Hintao al 17° Congresso Nazionale del Partito Comunista Cinese per una visione scientifica dello sviluppo. Xu (pronunzia: su) nacque a Shanghai nel 1562 e fu educato per essere un funzionario civile. Nel 1600 Xu incontrò Matteo Ricci, un gesuita italiano e uno dei primi occidentali ammesso a vivere in Cina. Ricci era stato studente di Christopher Clavius, uno dei migliori matematici del suo tempo, e Xu comprese che la geometria piana ed altri alti principi matematici erano essenziali per il progresso e che gli Elementi era un libro fondamentale della logica europea. Nel tradurre gli Elementi, Xu e Ricci crearono un insieme di termini come lo jihe; il carattere cinese per geometria. Nello scambio di conoscenze fra i due, Ricci tradusse poi in latino diversi classici confuciani. Dopo aver ottenuto, nel 1604 al Palazzo degli esami, il grado di jinshi, che equivaleva al Ph.D., Xu fu ammesso alla prestigiosa Accademia Hanlin di Beijing, salì al rango di funzionario governativo ed infine fu conosciuto come “il Ministro”. Si dedicò costantemente all’agricoltura con metodi scientifici, prima che in occidente, addestrò le truppe imperiali all’uso dei cannoni venuti dall’Europa e fu un’autorità nella riforma del calendario cinese che era basato sul moto della luna e del sole. I gesuiti avevano dati più accurati degli astronomi Ming e conoscevano la geometria del cielo. Con queste conoscenze Ricci predisse un’eclisse che doveva accadere il 15 dicembre 1610. Dopo che Xu ed i successori di Ricci predissero un’altra eclisse del 1629, l’imperatore nominò Xu capo della riforma del calendario che portò avanti con l’aiuto dei gesuiti e fu completata nel 1633 dopo la morte di Xu. La tomba di Xu si trova ora nei pressi dell’Accademia Cinese delle Scienze (CAS). Xu si convertì al cattolicesimo con il nome di Paolo Xu Guangqi, forse per ricompensa all’aiuto di Ricci, ma fu devoto cristiano ed insieme leale confuciano. L’eredità di Xu fu in gran parte perduta con il collasso della dinastia Ming del 1644, ma egli iniziò il dialogo fra l’Occidente e la Cina che è diventato così importante ai nostri giorni.
Science, 21 Dec 2007, Vol. 318, pg. 1842 - Elizabeth Pennisi - Breakthrough of the Year. L’analisi del genoma umano, completata 7 anni fa, e quelle successive su molti altri esseri viventi, hanno dato un quadro sempre più dettagliato sulla genetica. Nel 2007 i ricercatori hanno indagato su come il genoma differisce da persona a persona, sulle implicazioni di queste diversità sulle malattie complesse e sui tratti somatici individuali. Meno di un anno fa si è compiuto un confronto genetico con i primati nostri cugini per trovare i cambiamenti genetici che hanno portato all’uomo. Più di recente ci si sta chiedendo quale parte del nostro DNA rende ciascuno di noi un individuo diverso dagli altri. Centinaia di migliaia di differenze genetiche sono legate a particolari tratti somatici e malattie e lo sforzo di stabilire l’effetto di particolari inserzioni o cancellazioni nel nostro DNA ha mostrato come questi cambiamenti sono più comuni di quanto supposto e l’importante ruolo che hanno nel determinare perché il genoma funziona o non funziona. Ormai sono stati sequenziati i genoma di numerosi individui e, con il progresso della tecnologia, la possibilità di sequenziare ognuno di noi sta diventando una realtà. Questo è insieme esaltante e terrificante perché apre la strada ad una medicina personalizzata, ma anche al rischio di discriminazione e di perdita della privacy. C’è ancora molto che i ricercatori devono scoprire sul significato del nostro genoma, incluso il 98% che giace fuori dalle regioni che codificano le proteine e gli ultimi studi, come quello detto ENCODE completato quest’anno, hanno mostrato quanto sia complesso il genoma. Ci sono 5 milioni di posti lungo il nostro genoma dove una base può differire da una persona o da una popolazione a quella vicina. A metà del 2007 sono state individuate nel DNA più di 3 milioni di locazioni con varianti, note come single-nucleotide polymorphism (SNP) responsabili di malattie complesse e quest’anno sono stati pubblicati più di una dozzina di studi. I genetisti hanno individuato nelle grandi famiglie affette da malattie ereditarie, i geni responsabili ed hanno confrontato la distribuzioni degli SNP esaminandone blocchi di 50000 alla volta e confrontandoli con i sintomi di malattie per determinare l’aumento di rischio connesso a ciascun SNP. Sono stati collegati varianti di più di 50 geni con dozzine di malattie. Quasi tutte le varianti hanno una modesta influenza, ma studiando un gran numero di individui, i fattori di rischio rivelano le cause nascoste. Nel 2005, 200 ricercatori del Regno Unito hanno analizzato il DNA di 17000 persone e la valanga di dati raccolti ha prodotto la pubblicazione di un’analisi su 7 malattie incluse l’artrite reumatoide, il disordine bipolare e la malattia delle arterie coronarie. Si sono trovate anche varianti genetiche che predispongono al diabete 1 e tre nuovi geni legati al morbo di Crohn. Altri studi hanno analizzato i geni del diabete 2 e quello dei non obesi e si sono individuati fino a 10 fattori genetici di rischio non-Mendeliani per il diabete 2. Ci sono ora associazioni di geni per le malattie del cuore, il cancro al seno, il glaucoma, la sclerosi amiotrofica laterale, la sclerosi multipla, il cancro al colon e retto e molte altre. Si sono identificati anche due geni le cui varianti possono rallentare l’attacco dell’AIDS, una via per capire la diversa suscettibilità delle persone alla malattia. I genomi possono differire in molti altri modi. Pezzi di DNA da poche migliaia a milioni di basi possono mancare o essere aggiunti o spostati in ogni genoma e questo può cambiare il numero di copie dei geni o le porzioni di DNA di regolazione. Un’indagine ha concluso che circa un 20% di differenze nell’attività dei geni è dovuta a copie di varianti ed il resto dipende dagli SNP. La tecnologia riduce il costo del sequenziamento e renderà possibile una ricerca sempre più estesa sugli SNP e le alterazioni genetiche individuali, mettendo in evidenza le differenze fra le persone ed il fondamento della nostra individualità.
Science, 21 Dec 2007, Vol. 318, pg. 1844 -1848 - The News Staff - Si segnalano alcuni dei risultati scientifici più significativi dell’anno 2007.
Riprogrammazione delle cellule - Per più di un decennio i biologi hanno discusso sulla pecora Dolly e su come un oocita possa ringiovanire il nucleo di una cellula differenziata, riportandola allo stato di un embrione che può formare un nuovo individuo. Quest’anno gli scienziati sono arrivati vicini a risolvere il problema. Alcuni ricercatori hanno mostrato che, aggiungendo alcuni geni a cellule della pelle, si può riprogrammarle in modo da riportarle allo stato di cellule staminali embrionali (ES). Le ES sono note per poter divenire qualsiasi cellula del corpo e, poiché attualmente esse sono derivate dagli embrioni, vi sono motivi etici e politici contro il loro uso. La nuova scoperta promette di mettere le basi per la riprogrammazione delle cellule e di superare le tempeste politiche. Nel 1997, 10 anni fa, Dolly, il primo mammifero clonato, ha dimostrato che un fattore sconosciuto poteva portare indietro l’orologio dello sviluppo delle cellule, riportando il genoma allo stato embrionale. Pochi anni fa i ricercatori hanno scoperto che, fondendo cellule ES e cellule differenziate, si può riprogrammare il nucleo producendo cellule simili alle ES, ma con il doppio dei cromosomi. Di recente si è mostrato che un ovulo di topo fertilizzato, zigote, rimuovendo il suo nucleo, può riprogrammare una cellula somatica. Nel 2006 ricercatori giapponesi hanno annunziato che aggiungendo quattro geni alle cellule della coda di un topo avevano prodotto cellule indotte pluripotenti (iPS) che si comportavano come le cellule ES. Quest’anno in giugno, in una serie di rapporti, lo stesso team giapponese insieme a due gruppi americani, hanno mostrato che le cellule iPS, ottenute dalla pelle di un topo, potevano formare come le ES un embrione chimerico e produrre qualsiasi cellula del corpo, inclusi ovuli e sperma. In novembre venne il trionfo, quando due team hanno ripetuto l’impresa con cellule umane. Il team giapponese ha mostrato che l’aggiunta dei geni funzionava per le cellule umane ed il team americano ha usato un diverso gruppo di geni. Subito si è cercato di capire come sfruttare questa scoperta e in dicembre gli scienziati hanno usato le cellule iPS per trattare un modello di topo affetto da anemia. La seconda sfida è come trovare il modo di riprogrammare le cellule senza usare virus per inserire i geni, metodo che può indurre il cancro. Politici ed etici discutono ed è troppo presto per predire la fine delle controversie. Alcuni ricercatori dicono di aver bisogno di continuare le ricerche sulla clonazione per trovare quali proteine sono usati negli ovuli per la riprogrammazione. Ora la scienza sembra più vicina alla terapia mediante cellule ES, ma i modelli di topo non sono sempre adeguati per lo studio e c’è bisogno di prove di trapianti con i primati.
Alla ricerca dei proiettili cosmici - Atomi che colpiscono la Terra con un’energia pari a quella di una palla di golf sono i raggi cosmici ad alta energia studiati dai fisici fin dal decennio 1960. Essi colpiscono l’atmosfera con energie 100 milioni di volte quelle raggiunte dai nastri più grandi acceleratori. Quest’anno l’osservatorio di Pierre Auger, in Argentina, ha permesso di determinare la loro provenienza. Molti fisici suppongono che si tratti di protoni molto rari che vengono da galassie distanti e questa supposizione fu rafforzata nel decennio 1990, quando l’osservatorio Akeno Giant Air Shower Array (AGASA), vicino Tokyo, ha rivelato 11 eventi con un’energia di 100 exa-elettroni Volt (EeV), 10 volte più alta dei massimi attesi. Su lunghi percorsi i protoni dovrebbero interagire con la radiazione di fondo del big bang che riduce la loro energia limitandola a non più di 60 EeV. Di conseguenza le maggiori energie dovrebbero provenire dalle vicinanze della nostra galassia. Tuttavia i ricercatori che lavorano al rivelatore Hi-Res di Dugway, Utah, ne hanno misurato solo 2 da 100 EeV, quanti se ne aspettavano da sorgenti lontane. Il team dell’osservatorio Auger vuole battere quelli di AGASA e Hi-Res. Quando un raggio cosmico colpisce l’atmosfera, produce una valanga di particelle. AGASA usa 111 rivelatori sparsi su 100 kmq per campionare queste particelle e dedurne l’energia totale. L’Auger ha invece 1500 rivelatori su 3000 kmq. Le particelle indotte producono inoltre emissioni fluorescenti. Hi-Res usa due batterie di telescopi per rivelarle, Auger ne ha 4. In luglio Auger ha comunicato il suo più importante risultato: non ci sono raggi cosmici con potenze maggiori di 60 EeV. Tuttavia Auger ha scoperto due dozzine di raggi sopra questo livello e, lo scorso mese, il team ha affermato che essi sembrano emanare da un nucleo galattico attivo (AGN), un enorme buco nero che si trova a 250 milioni di anni luce dalla Terra, abbastanza vicino al limite dove l’energia comincia ad essere limitata. Auger non ha dimostrato ancora che gli AGN sono le sorgenti dei raggi cosmici e nessuno sa come gli AGN possano accelerare così un protone. I ricercatori di Hi-Res ritengono che non ci sia correlazione con gli AGN ed insieme ai Giapponesi stanno completando un Array di 740 kmq, 512 rivelatori e 3 batterie di telescopi a Millard Country, Utah. Auger è però più grande e sarà certo il primo a verificare i suoi dati.
Oltre il silicio - Sessanta anni fa i semiconduttori erano una curiosità scientifica. Poi i ricercatori hanno cominciato a mettere insieme più semiconduttori e sono nati diodi, transistori e microprocessori e l’era dell’elettronica. Risultati sorprendenti si sono avuti quest’anno interfacciando certe classi di materiali: i “transition metal oxides”. Questi materiali hanno fatto la loro apparizione nel 1986 con la scoperta, premiata dal Nobel, dei semiconduttori ad alta temperatura. Da allora i fisici dello stato solido hanno scoperto proprietà inaspettate, inclusa la grande magnetoresistenza con cui, piccoli cambiamenti nel campo magnetico applicato, provocano enormi variazioni della resistenza elettrica. Nuove proprietà si scoprono crescendo cristalli di ossidi metallici diversi in strati. Nell’interfaccia la posizione degli atomi si sposta, si altera la popolazione degli elettroni e cambia la distribuzione delle cariche degli elettroni intorno agli atomi. I ricercatori hanno fatto crescere insieme due ossidi isolanti producendo un’interfaccia che conduce come un metallo ed un altro esemplare si comporta come un semiconduttore; altre combinazioni mostrano proprietà magnetiche tipiche dei metalli, come l’effetto Hall quantistico. I ricercatori sono ottimisti di ottenere combinazione di ossidi che superino le prestazioni dei semiconduttori e di scoprire altre proprietà non ancora immaginate.
Gli elettroni acquistano un nuovo spin - Fisici teorici della California hanno predetto che un sandwich di semiconduttori, con un sottile strato di tellurite di mercurio (HgTe) in mezzo, mostra insoliti comportamenti degli elettroni, come l’effetto Hall di spin quantizzato (QSHE), anomalia che si presenta con gli elettroni sottoposti a campi elettrici e magnetici. Nel 1980 fu scoperto il quantum Hall effect: cambiando il campo magnetico applicato perpendicolarmente al moto delle cariche su strati di metallo o semiconduttore, si osservava la variazione della conduttanza in modo quantizzato, mentre le cariche scorrevano lungo i bordi del materiale quasi senza perdite di energia. Si pensò subito al possibilità di una nuova famiglia di processori, ma si richiedevano campi magnetici elevati e basse temperature. I teorici predissero però che lo stesso effetto si sarebbe verificato in diverse strutture sfruttando coppie di elettroni con spin opposti, senza necessità di alti campi magnetici e basse temperature. Quest’anno si è trovato che un sandwich con HgTe evidenziava questo effetto a 10 K. Se i ricercatori riusciranno ad ottenere l’effetto a temperatura ambiente, si aprirà la strada per una nuova famiglia di processori “spintronic” a bassa potenza.
Fine del gioco - Dopo 18 anni di prove, il gioco degli scacchi al computer ha raggiunto il suo obiettivo. Un team canadese ha provato che se nessun giocatore fa errori la partita finirà necessariamente in parità. Questo fatto segna un’altra vittoria delle macchine sull’uomo. Una persona soggetta ad errori perderà sicuramente se messa di fronte ad un programma di computer. Provare che giocatori di scacchi infallibili finiscono sempre in stallo è stato difficile. Ci sono circa 500 miliardi di miliardi di combinazioni dei pezzi, sufficienti per saturare i migliori computer moderni. I ricercatori hanno compilato un data base di 39000 miliardi di disposizioni di 10 pezzi o meno ed hanno determinato quale di queste porta ad una vittoria del rosso o del nero o ad una parità. Hanno considerato una mossa di apertura ed hanno usato un algoritmo che ha dimostrato come un perfetto giocatore porterà invariabilmente ad una configurazione di stallo. Gli uomini possiedono un modesto ammontare di memoria ed una grande capacità di elaborare le informazioni. Al contrario un programma di scacchi impiega un processore relativamente inferiore, ma con una memoria formidabile, come il data base di 39000 miliardi di dati. L’algoritmo sviluppato troverà ampie applicazioni come quello della decifrazione delle informazioni codificate nel DNA.
Nuove aree di ricerca per il 2008:
Partenza del Large Hadron Collider? - La prossima estate i fisici daranno il via all’accensione del Large Hadron Collider (LHC) nel laboratorio di fisica delle particelle (CERN) di Ginevra, in Svizzera. I ricercatori sperano che questo collisore ad alta energia rivelerà nuove particelle e nuovi problemi, ma la domanda più immediata è quanto rapidamente entrerà in funzione. Questa macchina ultracomplessa funziona alla temperatura di 1,9 K e, se per qualche ragione i ricercatori debbono scaldare una sua parte, si impiegheranno mesi per raffreddarla di nuovo. Sarà un grande successo se il prossimo anno LHC produrrà un minimo numero di dati.
Cellule su ordinazione - I biologi dicono che presto ci saranno microbi prodotti dall’uomo. Fra un anno un gruppo di ricercatori spera di inserire un genoma sintetico dentro un batterio con minimo DNA; un altro gruppo sostituirà progressivamente un DNA naturale con uno sintetico. L’obiettivo è di produrre biofuel, benzina o sostanze farmaceutiche attraverso dei microbi.
Paleogenomica - Ci si aspetta di ottenere, entro il 2008, un primo genoma dell’uomo di Neandertal ed avere una migliore comparazione con l’Homo sapiens. Si sfrutteranno le ossa fossili di questa specie estinta, sfruttando nuove tecnologie più veloci ed economiche.
Multiferroics - I composti detti multiferroics sono famiglie di semiconduttori, ossidi e ceramiche con molte proprietà elettroniche, magnetiche e strutturali. Recentemente i fisici hanno usato campi elettrici per manipolare domini magnetici nei materiali multiferroic. Si cerca di ottenere un migliore controllo nella commutazione e nella forma del materiale per un nuovo dispositivo di calcolo (chip), in modo da combinare le funzioni logiche dei semiconduttori e quelle di memoria dei materiali magnetici.
Megamicrobi - In molti laboratori del mondo si indagherà sui batteri umani e si sequenzieranno i genomi di almeno 200 di essi, come primo passo per un più ampio rilevamento delle comunità di microbi che vivono nel nostro intestino, pelle, bocca ed organi riproduttivi. Contemporaneamente altri ricercatori faranno la mappa dei microbi che vivono in diversi ambienti, come gli iceberg e le ceneri calde.
Nuova luce sui circuiti neurali - Nuovi metodi sono pronti per rivelare come i circuiti neuronici processano le informazioni ed intervengono nei comportamenti. Di recente i neuroscienziati hanno mappato le connessioni neurali di un topo marcandole geneticamente con circa 100 colori fluorescenti. Altri hanno usato laser per controllare l’attività dei singoli neuroni del cervello di roditori, introducendo geneticamente sensori ionici fluorescenti. Inoltre, con la risonanza magnetica, si ottengono i dettagli delle connessioni fra diverse regioni del cervello umano. Oltre a dare informazioni sul funzionamento dei circuiti del cervello, si potrà indagare su come essi si interrompono nei disordini cerebrali.
Science, 31 Oct 2008, Vol. 322, pg. 664 - Hao Xin - Nei 30 anni successivi a quando Deng Xiaoping e gli altri leader cinesi hanno aperto la Cina al mondo esterno, la scienza e l’economia cinese sono cresciute immensamente. La spesa di 87 miliardi di US$ in R&D è la più alta fra le nazioni, esclusi gli USA e il Giappone, e la Cina è ora al secondo posto dopo gli USA per il numero di pubblicazioni nei giornali internazionali. Tuttavia il contributo della Cina alla scienza non è stato proporzionale alla sua forza. Ci si è chiesto quando gli scienziati cinesi vinceranno un Nobel o quando la squadra nazionale di calcio vincerà la Coppa del Mondo. Molti pensano che gli investimenti sono stati spesi male in impianti e megaprogetti guidati da interessi particolari, per dare un’idea di grandezza e non per portare la Cina sulla frontiera della ricerca internazionale. Manca inoltre in molti scienziati cinesi la curiosità intellettuale; pochi discutono le idee informalmente nei seminari per ispirare la creatività, come avviene in occidente, è rara una vera collaborazione e le motivazioni scientifiche sono spinte da obiettivi semplici ed a breve termine. Si seguono percorsi stabiliti e la deferenza per gli stati gerarchici rende difficile ai giovani ricercatori di percorrere strade diverse. Internet ed i blogs stanno cambiando qualcosa e le opinioni costruttive ricevono l’attenzione ufficiale. Dopo il tumultuoso decennio della Grande Rivoluzione Culturale Proletaria promossa da Mao Zedong nel 1966, quando furono chiuse le università, i professori furono mandati a lavorare nei campi e la scienza si fermò tranne che per necessità e le esigenze militari, la ripresa venne dopo la morte di Mao nel 1976 ed il primo passo di Deng fu quello di riabilitare gli scienziati. Nel marzo 1978, in una Convenzione Nazionale a Beijing, Deng dichiarò che la scienza e la tecnologia erano forze produttive. Chen Jia’er, un giovane fisico che si era formato in fisica nucleare all’Università di Oxford per 3 anni e, al suo ritorno nel 1966, fu bandito come controrivoluzionario e mandato a lavorare nelle campagne a stendere linee ferroviarie ed in lavori senza prospettiva, fu tratto dal suo confino e divenne presidente della China’s National Natural Science Foundation (NSFC) dal 2000 al 2003. Un altro caso fu quello della biochimica Gu Xiaocheng, uno dei pochi professori rimasta a Beijing durante la Rivoluzione Culturale perché il suo team era impegnato nella sintesi dell’insulina, considerato di interesse nazionale. Il progetto ebbe successo e si cercò di determinare la struttura dei cristalli, ma anche per loro mancava l’accesso alle riviste internazionali e solo alla fine del decennio 1970 poterono vedere la rivista Science. Da allora iniziarono le riforme sul sistema di R&D. Nel decennio 1980 il premier Zhao Ziyang volle che fosse il mercato a decidere quali ricerche fossero necessarie e la Chinese Academy of Science (CAS) si focalizzò sulle ricerche applicate. I leader cinesi abbandonarono le idee di autosufficienza di Mao ed acquistarono tecnologie avanzate da compagnie multinazionali, permettendo ad esse di avere accesso al mercato cinese. Una seconda importante riforma venne più tardi nel decennio 1990. Il presidente Jiang Zemin aveva chiamato gli scienziati a scegliere cosa fare in base alle esigenze nazionali e nel 1998 la CAS lanciò il Knowledge Innovation Project (KIP) con una riorganizzazione interna che la rese più attiva e dinamica. Si ottennero alcuni risultati positivi negli Istituti di Biofisica e Neuroscience con molti giovani ricercatori che si erano preparati all’estero e che ora lavoravano a livello internazionale. I salari sono fissati a parecchie migliaia di dollari l’anno, ma vi sono supplementi di produttività che possono arrivare sopra 30000 dollari. Le borse di studio costituiscono la parte più importante dei contributi di produttività. Le pubblicazioni contribuiscono alla produttività ed i bonus sono divisi fra gli autori in funzione dei rispettivi contributi. Le cifre maggiori si pagano per la pubblicazioni su Science, Nature, PRL e JACS. Sia il contributo di produttività che gli altri sistemi di valutazione premiano però più la quantità che la qualità e questo è in parte perché gli scienziati cinesi temono spesso di recare offesa con le loro critiche al lavoro dei colleghi. Dall’inizio del decennio 1980, l’università di Nanjing ha cominciato ad usare lo Science Citation Index (SCI) per misurare la produttività dei suoi professori e gli istituti sono stati classificati dal numero di citazioni raccolte dai loro articoli. Gli istituti invitano scienziati stranieri come revisori delle attività e per parlare con i propri scienziati, ricercatori e studenti e le revisioni sono condotte ogni 5 anni. In Cina le parole scienza e tecnologia sono usate fuse in una sola: “scitech”, che nell’uso comune connota la sola tecnologia, infatti in Cina ci si aspetta che la scienza contribuisca direttamente allo sviluppo economico e non alla conoscenza. Xu Liangyjng, uno storico della scienza ormai in pensione, alla fine del decennio 1950, era stato relegato nel suo villaggio della provincia di Anhui come reazionario e per più di due decenni ha raccolto e tradotto in cinese le opere di Einstein. Una volta tornato alla CAS nel 1978, è diventato il più famoso esperto di Einstein. Egli si fece pure difensore dei diritti umani in Cina e nel 1989 scrisse una lettera aperta e raccolse firme per questo scopo, chiedendo al Comitato Centrale del Partito Comunista di rilasciare i prigionieri politici e permettere la libertà di parola. Lo scorso aprile l’American Physical Society assegnò al Xu il premio Andrei Sakharov come difensore della verità, della democrazia e dei diritti umani. Voci si levano per chiedere che gli esponenti della scienza e della tecnologia abbiano il compito di stabilire le priorità e siano liberi da conflitti istituzionali di interesse, possano formulare piani di sviluppo a medio e lungo termine e che si investa di più nelle energie rinnovabili e nello sviluppo sostenibile. Molti ricercatori discutono questi problemi in ScienceNet e nella rete e non hanno problemi nell’usare i propri nomi perché vogliono essere responsabili di quello che dicono. Queste voci danno un’idea di quello che potrà avvenire nel prossimo futuro, quando entrerà in campo una nuova generazione cresciuta nella Cina riformata da Deng.
Science, 19 Dec 2008, Vol. 322, pg. 1766 - Gretchen Vogel - Breakthrough of the Year. Quest’anno gli scienziati hanno realizzato la riprogrammazione delle cellule. Hanno preso cellule della pelle di pazienti che soffrivano di una varietà di malattie e la hanno riprogrammato in cellule staminali. Le cellule trasformate sono state fatte crescere e dividere in laboratorio dando ai ricercatori un nuovo strumento per studiare i processi cellulari nelle malattie dei pazienti e questo è un passo importante nella lunga strada per trattare le malattie con le cellule dello stesso paziente. Il successo è basato su un trucco genetico, provato prima sul topo e descritto 2 anni fa, con il quali gli scienziati hanno cancellato la memoria dello sviluppo delle cellule causando il ritorno al loro stato originale embrionale e quindi a ricrescere per altre funzioni. Nel 2008 i ricercatori hanno fatto un altro progresso nella riprogrammazione. In un elegante studio su un topo adulto hanno indotto le sue cellule a fare direttamente il passo da una cellula matura ad un’altra superando la normale regola che lo sviluppo delle cellule è a senso unico. Questo ed altri progressi hanno allargato il campo della riprogrammazione che è diventato il Breakthrough of the Year 2008. Il successo ha spazzato dalla memoria lo scandalo scoppiato 3 anni fa dopo che degli scienziati della Corea del Sud hanno dichiarato con dolo di aver usato la tecnica di trasferimento nucleare, quella usata per clonare la pecora Dolly, su cellule somatiche per produrre cellule staminali di pazienti che soffrivano di diabete del tipo 1, danni al midollo spinale e malattie del sistema immunitario. Questo fatto aveva allontanato la prospettiva di cellule staminali per specifici pazienti. I nuovi sviluppi poggiano su due precedenti breakthrough. Dieci anni fa scienziati del Wisconsin hanno annunziato di aver coltivato cellule staminali embrionali umane (hES) con il potenziale di produrre ogni altra cellula del corpo. Questa capacità, nota come pluripotenza, apriva un mondo di possibilità alla biologia dello sviluppo ed alla ricerca medica ma, poiché per isolare queste cellule si distruggeva un embrione, sollevò un acceso dibattito etico e negli Stati Uniti una decisione politica limitò il lavoro degli scienziati sulle cellule hES. Nel 2006 ricercatori giapponesi hanno trovato una possibile strada per aggirare il problema etico e, introducendo 4 geni nelle cellule della coda di un topo e facendoli crescere in laboratorio hanno prodotto cellule che si comportavano come staminali embrionali (ES). Queste cellule furono chiamate cellule pluripotenti staminali indotte (iPS). Lo scorso anno, lo stesso team giapponese e due altri degli Stati Uniti hanno esteso questa tecnica di riprogrammazione alle cellule umane e questo successo fu classificato fra i runner-up del Breakthrough of the Year 2007. Per circa una decade i biologi delle cellule staminali hanno cercato una strada per creare linee di cellule di questo tipo da pazienti affetti da malattie difficili da trattare. Quest’anno due gruppi hanno raggiunto questo obiettivo. Un team ha derivato cellule iPS da cellule della pelle di una donna di 82 anni che soffriva di sclerosi laterale amiotrofica (morbo di Gehrig), una malattia degenerativa che attacca i neuroni motori provocando una paralisi progressiva. Gli scienziati hanno indotto le cellule a formare neuroni e glia, le stesse affette dal male. Una settimana dopo, un altro team ha riferito di aver creato per pazienti specifici linee di cellule iPS per 10 diverse malattie, fra cui la distrofia muscolare, il diabete di tipo 1 e la sindrome di down. Molte di queste malattie sono difficili o impossibili da studiare in modelli animali e le cellule riprogrammate forniscono nuove possibilità di studio. Alla fine queste tecniche permetteranno agli scienziati di correggere i difetti genetici nelle cellule di laboratorio e trattare i pazienti con le loro stesse cellule riparate. Un altro rapporto pubblicato quest’anno suggerisce che la riprogrammazione non deve riportare allo stato embrionale una cellula, ma portarla direttamente ad un nuovo stato maturo. Ricercatori americani hanno riprogrammato su un topo cellule mature del pancreas in cellule beta, quelle che nel pancreas producono insulina e sono distrutte nel diabete di tipo 1. Il team ha introdotto un misto di tre virus nel pancreas di un topo adulto e dopo alcuni giorni si sono formate cellule che producono insulina e si comportavano quindi come le cellule beta. Il risultato è sorprendente perché le cellule specializzate quasi mai cambiano funzioni. La riprogrammazione diretta può essere più semplice e sicura dell’uso delle cellule pluripotenti e permette agli scienziati di velocizzare la produzione in laboratorio delle cellule desiderate, usando solo i fattori che cambiano direttamente un tipo di cellula in un’altra. Benché i ricercatori abbiano fatto nel 2008 degli impressionanti progressi, ne sono necessari ancora molti prima che la riprogrammazione porti la prima cura di una malattia. Per la sicurezza della terapia bisogna trovare un mezzo efficiente ed affidabile per metterla in azione. Si deve capire esattamente come funziona il meccanismo. Quello che succede all’interno delle cellule riprogrammate è ancora un mistero e sembra che una combinazione di eventi casuali determini quale rara cellula risulterà riprogrammata. Si pensa che i fattori di riprogrammazione aiutano ad aprire il DNA della cellula ed a riattivare i geni interdetti, dopo altri fattori producono una serie di proteine che danno alla cellula una nuova identità. All’inizio la riprogrammazione si basava sui virus che inserivano i geni necessari nel genoma della cellula, alterando così permanentemente il genoma, questo poteva interrompere altri geni esistenti e poteva rendere la cellula più suscettibile al cancro o produrre altri effetti negativi. Per questi motivi i laboratori hanno cercato altre strade. Alcuni gruppi hanno trovato di poter introdurre degli agenti chimici al posto di alcuni geni, altri hanno trovato che si potevano usare gli adenovirus per lo stesso scopo. Gli adenovirus, che producono il normale raffreddore, non si inseriscono nel genoma ed esprimono i loro geni per la programmazione e, quando la cellula si divide, si diluiscono e non hanno più influenza sul genoma. Ricercatori giapponesi hanno mostrato inoltre che anelli di DNA, detti plasmidi, possono portare i geni richiesti nella cellula. Queste alternative però sono meno efficienti e non hanno ancora funzionato nelle cellule umane che sono più difficili delle cellule del topo. Si cerca anche una maggiore efficienza nella riprogrammazione perché in molti casi si ha un successo ogni 10000 cellule. Le cellule più facili sono quelle della pelle dette cheratinociti per le quali l’efficienza è 1% ed il processo richiede 10 giorni invece di parecchie settimane. I follicoli di capelli sono una ricca sorgente di cheratinociti. Dopo 10 anni dalla scoperta delle hES, gli scienziati stanno ancora lavorando a standardizzare le procedure per produrre nuovi tessuti dalle cellule pluripotenti senza rischi di cancro e per rimpiazzarle nei tessuti a quelle malate.
Science, 19 Dec 2008, Vol. 322, pg. 1768-1773 - The News Staff - Si segnalano alcuni dei risultati scientifici più significativi dell’anno 2008 (runners-up).
Vedere i pianeti extrasolari - Gli astronomi che cercano pianeti orbitanti intorno ad altre stelle, abitabili o no, hanno bisogno di vederli. Ora alcuni di questi exoplanet sono stati visti per la prima volta e la debole luce raccolta darà agli astronomi nuove indicazioni sulla loro composizione e sulla loro formazione. Strumenti della scoperta sono stati i grandi telescopi con le ultime tecnologie. Le prime informazioni sono venute dalla rivelazione indiretta di più i 300 exoplanet scoperti in 13 anni usando i telescopi terrestri mediante le piccole perturbazioni gravitazionali indotte sulle loro stelle. La misura della velocità radiale della stella è stata utile per scoprire pianeti massivi detti “hot Jupiter” su orbite strette, ma senza raccogliere la loro luce. Un altro metodo è stato quello di sfruttare l’effetto di microlente gravitazionale con la quale il pianeta viene amplificato passando dietro una stella che concentra la sua luce, ma questo è un evento che non si ripete. Può succedere, invece, che il pianeta, orbitando, passa davanti alla sua stella in modo ripetitivo, riducendone la luminosità, e la luce della stella, passando attraverso l’atmosfera del pianeta, ne rivela la composizione: acqua, metano e, il mese scorso, anche anidride carbonica. Questi composti, incluso l’ossigeno molecolare, possono essere gli indicatori principali di un pianeta abitato. Per il momento però solo gli hot Jupiter possono essere rivelati con le attuali tecnologie. Rimane la rivelazione diretta. Si deve separare la luce del pianeta da quella della sua stella, che è milioni di volte più intensa, resa confusa dalla turbolente atmosfera della Terra. La tecnica dell’ottica adattiva corregge questo effetto e, per mascherare fisicamente o tramite software la luce della stella da quella del pianeta, si può usare la tecnica del coronagraph ed usare filtri infrarossi per aumentare il contrasto. Dopo più di 5 anni di osservazioni, gli astronomi hanno trovato dei candidati per una diretta osservazione. I più interessanti, lo scorso mese, sono stati tre oggetti orbitanti intorno alla stella HR 8799 a 128 anni luce dalla Terra. Si valuta che i pianeti abbiano una massa 5-10 volte quella di Giove e sono 24-68 volte più lontane dalla loro stella della Terra, sono quindi fra i pianeti più grandi e distanti e non si sa come si siano formati. Un altro gruppo di astronomi, lo scorso mese, ha scoperto un pianeta di 3 masse di Giove che orbita intorno alla stella Fomalhaut, una delle più brillanti del cielo. Un terzo gruppo ha annunziato un altro candidato lo scorso settembre, ma si attende conferma, ed un quarto gruppo ha annunziato lo scorso mese un pianeta a 8 volte la distanza Terra-Sole dalla sua stella. Gli astronomi stanno ancora analizzando la luce di questi nuovi pianeti. La possibilità di studiare pianeti abitabili è ancora lontana e, immagini di pianeti simili alla Terra ed in orbite come quella terrestre, saranno possibili fra decenni e dopo miliardi di dollari da investire.
Geni del cancro - Quest’anno i ricercatori hanno messo a fuoco il DNA che produce le cellule tumorali capaci di crescere fuori controllo. Questi studi hanno rivelato un panorama genetico del cancro umano fornendo nuovi indirizzi per diagnosi e trattamento. Grazie al completamento del genoma umano ed alle tecniche di sequenziamento sempre meno costose, i ricercatori possono analizzare molti geni delle cellule cancerogene e rivelarne le mutazioni. I primi risultati di questo progetto sul genoma del cancro sono venuti 2 anni fa ed hanno avuto sviluppo nel 2008. Con la sequenza di centinaia di migliaia di geni i ricercatori hanno individuato dozzine di mutazioni, sia note che nuove. Un esempio è il gene IDHI, che compare nel 12% dei campioni di tumori al glioma del cervello, ed uno studio ha mostrato perché il tumore sviluppa resistenza ai farmaci. L’espansione del catalogo di questi geni rivela la complessità e suggerisce che i trattamenti diretti al percorso biologico del tumore sono una scommessa migliore rispetto a quella di colpire i singoli geni.
Nuovi superconduttori ad alta temperatura - Un gruppo di fisici giapponesi lo scorso febbraio ha scoperto una nuova famiglia di questi superconduttori composti di fluorina drogata al lantanio e ossido di ferro e arsenico (LaFeAsO(l-x)F(x)) che ha una temperatura critica di 26 K. Dopo tre mesi, 4 team cinesi hanno sostituito il lantanio con praseodimio e samario ed hanno ottenuto una temperatura critica di 55 K, altri infine hanno ottenuto 56 K. Questa temperatura non è molto alta ed il record raggiunto è di 138 K per la famiglia degli ossidi di rame, detti cuprati, scoperti nel 1986, ma la domanda che ora ci si pone è se queste nuove famiglie funzionano nello stesso modo.
Vedere le proteine in azione - Dopo aver studiato le proteine per più di un secolo, la possibilità di vederle in funzionamento ha portato nuove sorprese. Gli scienziati hanno a lungo discusso su come le proteine si piegano. Molti credono che le forze molecolari forzano le molecole ad assumere un determinato profilo. Altri credono che le molecole in soluzione oscillano fra diverse conformazioni finché non trovano la loro strada. Simulazioni hanno mostrato come un nota proteina possa assumere dozzine di configurazioni. Nella ricerca delle proteine in Germania, monitorando circa 6000 proteine delle cellule del lievito, si è visto che singole proteine differivano in cellule diverse. Questo apre nuove prospettive per le malattie e la biologia.
Acqua da bruciare - Le energie rinnovabili non assicurano la continuità e, quando non c’è il Sole ed il vento non soffia, bisogna sfruttare le riserve di energia immagazzinate in precedenza sotto forma di idrogeno ottenuto dall’acqua. L’elettrolisi per mezzo dell’elettricità richiede un nuovo catalizzatore più economico che sostituisca il troppo raro platino. Ricercatori degli USA ne hanno sviluppato uno al cobalto e fosforo per uso industriale che potrebbe dare un futuro alle energie rinnovabili.
L’embrione sul video - Comprendere come un ovulo fertilizzato diviene un organismo è fondamentale nella biologia dello sviluppo. Quest’anno gli scienziati hanno osservato con dettagli senza precedenti e registrato lo sviluppo filmato dell’evoluzione di circa 16000 cellule di un embrione dello zebrafish nel primo giorno del suo sviluppo, Scienziati tedeschi hanno realizzato il film con un nuovo microscopio appositamente progettato. Hanno usato un fascio laser per scandire immagini in tempo reale evitando i danni della luce all’organismo che prima limitavano i video a poche ore. Si è utilizzata una grande potenza di calcolo per analizzare e visualizzare il movimento e si è girato il film alla rovescia per individuare le cellule di partenza che avevano formato un particolare tessuto, come quello della retina. Il film dello zebrafish è disponibile liberamente su internet (YouTube).
Grassi di colore differente - Gli anatomisti, da più di 400 anni, hanno fatto una distinzione fra due tipi di grassi. Il grasso bianco che è un riempitivo, accumula energia e preoccupa i dottori ed i dietologi; il grasso scuro, invece, grazie ai mitocondri viene bruciato per generare il calore che scalda il corpo. Il grasso bianco è un’imbottitura, quello scuro una coperta elettrica. Gli scienziati hanno sempre supposto che ambedue i grassi provenissero da un’unica cellula progenitrice. Si è scoperto che il grasso scuro si può trasformare in muscolo e viceversa. Il gene PRDM16 stimola la specializzazione del grasso scuro e, invertendo la sua funzione, si pensava di produrre il grasso bianco, invece le cellule si potevano contrarre, mostrando la loro nuova identità di muscoli. Inducendo la trasformazione inversa nel gene PRDM16, si produceva grasso scuro. Queste scoperte, che chiariscono la natura del grasso scuro, potranno facilitare in futuro le cure per l’obesità.
Predizione della massa del protone - I fisici hanno calcolato la massa del protone e di altre particelle fatte di quark e gluoni e potranno fare un calcolo preciso della complessa forza forte che collega i quark. In termini semplici il protone è costituito da tre quark con i gluoni che si interpongono fra di essi e convogliano la forza forte. In grazia dell’incertezza della meccanica quantistica, una miriade di gluoni e quark-antiquark compaiono e scompaiono all’interno del protone in un modo che è quasi impossibile analizzare e che produce il 95% della massa delle particelle. Per semplificare il fenomeno, teorici di Francia, Germania e Ungheria, hanno adottato il metodo noto come cromodinamica quantistica reticolare ed hanno modellato lo spaziotempo continuo come un array di punti (reticolo) confinando i quark nei punti e i gluoni nei legami fra di essi. Usando dei supercomputer, hanno calcolato la massa di protoni ed altre particelle con una precisione di circa il 2%, un decimo dell’incertezza di dieci anni fa.
Messe di genomi sequenziati - Con le nuove tecnologie più rapide ed economiche per il sequenziamento del genoma, quest’anno i ricercatori hanno prodotto la sequenza dei mitocondri dell’orso delle caverne e del Neandertal con il 70% del suo genoma e quello di un mammut completo. La bozza preliminare del Neandertal completo è in lavorazione e sono stati ottenuti i primi genomi di asiatici e africani per studiare le migrazioni umane.
Large Hadron Collider - Il grande collisore europeo del CERN e stato acceso per poche ore, ma nove giorni dopo ha subito un guasto così grave che non potrà tornare in funzione prima dell’estate.
MicroRNA - Gli studi su questa forma di RNA sono aumentati improvvisamente nel 2008. I primi successi si sono avuti per abbassare il colesterolo nei primati e, in particolare, nelle scimmie africane. Si cerca di sviluppare terapie basate sul microRNA, ma ci sono problemi di sicurezza.
Cellule su ordinazione - Nonostante le speranze, cellule artificiali non sono ancora realizzabili. I ricercatori cercano nuovi modi per combinare pezzi di genoma ed un gruppo ha sintetizzato il genoma di un batterio, ma non è stato incorporato in una cellula. Il progetto di microbi che fabbricano biocarburanti è ancora lontano.
Paleogenomica - Si è ottenuta una bozza del genoma di un Neandertal e quello completo del suo DNA micocondriale. Altri gruppi hanno ottenuto il genoma micocondriale degli estinti orsi delle caverne. La sequenza al 70% del genoma di un mammut ha riaperto le speranze di clonarlo e riportarlo in vita.
Microbial genomics - Ha progredito l’indagine sulla diversità del mondo dei microbi e dei virus nell’ecosistema e nell’intestino dei mammiferi. Sono stati completati 200 genomi di batteri associati agli uomini ed altri cento sono in programma.
Nuova luce sui circuiti neurali - Quest’anno il premio Nobel per la Chimica ha premiato scienziati che, da una proteina luminescente del gellyfish, hanno ricavato un potente strumento per vedere nell’interno di una cellula. I neuroscienziati possono ora contrassegnare i neuroni con miriadi di colori per studiare le loro connessioni. Una proteina sensibile alla luce ha reso possibile controllare, con impulsi laser, i neuroni in azione.
Science, 19 Dec 2008, Vol. 322, pg. 1769 - Daniel Clery - Nel 2008 la Scienza Europea ha avuto un grande successo mediatico ponendosi ai primi posti nella fisica e nella tecnologia. Il Large Hadron Collider (LHC) ha portato l’Europa alle frontiere della fisica ed il guasto che lo ha messo fuori uso, subito dopo l’inaugurazione, non ha cambiato sostanzialmente il quadro. Questo successo ha amareggiato i fisici delle particelle degli USA che avevano avuto cancellato il loro Superconducting Supercollider nel 1993. La ricerca USA è ancora all’avanguardia nel mondo, ma le nazioni europee dimostrano crescenti ambizioni e successi con la loro abilità di concentrare le comuni risorse e perseguire gli obiettivi della grande scienza. Il CERN è il modello del laboratorio pan-europeo. Fondato nel 1953 per ricostruire la scienza europea del dopoguerra ed incoraggiare la cooperazione internazionale, la struttura è diventata un faro per la fisica delle particelle europea. I decenni successivi hanno visto la creazione dell’Istituto Laue-Langevin per le sorgenti di neutroni, il Laboratorio Europeo di Biologia Molecolare, L’European Space Agency, l’European Southern Observatory, il Joint European Torus e la European Synchrotron Radiation Facility (ESRF). Tuttavia, nell’ultima decade si sono avute delle difficoltà. L’unione Europea (EU) ha deciso di ospitare il progetto ITER, il reattore di fusione come sorgente di energia per il mondo intero. Durante tutti il 2004 ed il 2005 il progetto fu bloccato dalla contesa con il Giappone che voleva avere quest’onore. Con lunga azione diplomatica ed una formula di salvaguardia, le autorità dell’EU ottennero che la costruzione dell’ITER avvenisse a Cadarache, nel sud della Francia. La confidenza nel progetto ha subito un colpo quando nel 2008 gli USA hanno annullato il loro contributo al budget. Nel 2002 era stato creato l’European Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI) che stabilì una lista di progetti meritevoli del supporto EU. La lista dell’ottobre 2006 aveva 35 progetti che includevano un database sulla popolazione anziana ed un osservatorio per i neutrini nel fondo del Mediterraneo. La EU non aveva i fondi per finanziare tutti i progetti, ma solo per supportare gli studi e permise che la maggior parte partissero. Lo scopo era di portare i progetti ad un punto in cui si potesse avere una decisione politica. Il programma revisionato del Forum è stato ora liberato ed aggiornato e gli scienziati europei si attendono delle decisioni.
Science, 1 May 2009, Vol. 324, pg. 596 - Stephen T. Jackson - Il 2009 celebra il 200mo anniversario della nascita di Charles Darwin ed il 150mo della pubblicazione del suo libro “Sull’Origine delle Specie”. Il 6 maggio 2009 è anche il 150mo anniversario della morte di un’altra grande figura di scienziato del XIX secolo: Alexander von Humboldt che ha contribuito a creare l’ambiente culturale in cui ha vissuto Darwin e lo ha ispirato ad imbarcarsi sulla H.M.S. Beagle. Humboldt ha impostato le fondamenta delle scienze della Terra, un sistema integrato di conoscenze sulle quali dipende la società umana anche nell’attuale prospettiva del cambiamento climatico globale. Come Darwin, Humboldt intraprese un grande viaggio che avrebbe forgiato il suo modo di pensare. Humboldt spese 5 anni (dal 1799 al 1804), insieme al botanico Aimé Bonplant, esplorando il Venezuela, il nord delle Ande ed il centro del Messico, visitò inoltre Tenerife, Cuba e gli Stati Uniti. Insieme a Bonplant raccolsero campioni botanici, zoologici ed etnologici, eseguirono approfondite misure dell’atmosfera e di geofisica e registrarono i siti geografici delle migliaia di campioni e delle decine di migliaia di misure raccolte. Humboldt spese i successivi 22 anni e molte delle sue risorse a Parigi preparando e pubblicando 45 volumi del rapporto dei suoi viaggi. Di questi volumi, il primo più conciso fu intitolato: “Saggio sulla Geografia e le Piante”. Il titolo modesto maschera la sua ricchezza intellettuale. Nel testo che accompagna le immagini a colori, Humboldt da una visione comprensiva della fisica generale della Terra. L’ossessione di Humboldt per i riferimenti geografici di misure e campioni è fondamentale in questa visione. Questa visione si espande nei successivi lavori creando una rete di dati meteorologici e geomagnetici, inventando le isoterme ed altri sistemi grafici e notando che la forma delle piante si può prevedere dall’ambiente locale. Il genio di Humboldt sta nella sua visione geografica e nella sua intuizione che la superficie della Terra, oceani, atmosfera ed abitanti formano un insieme integrato con legami fra i vari componenti. Nel XIX secolo furono promosse un gran numero di spedizioni che portarono a sistematiche misure facendo le mappe fisiche, biologiche ed anche culturali delle terre e degli oceani. Queste esplorazioni fornirono i dati per lo sviluppo della biogeografia, ecologia, oceanografia e delle altre scienze ambientali. Sfortunatamente l’unificazione concettuale delle scienze della Terra cercata da Humboldt non fu sviluppata nel secolo che seguì la sua morte. La specializzazione delle discipline influenzò l’eclisse della sua aspirazione all’integrazione con la tendenza al riduzionismo, sperimentalismo e la visione dei dettagli. La visione fisica generale della Terra di Humboldt riemerse con la rivoluzione della tettonica a placche nel decennio 1960. Una rete di osservazioni spaziali come quelle di Humboldt fornì una spiegazione unificante a disparati fenomeni geofisici, geologici, paleontologici e biogeografici. Oggi una seconda più ampia manifestazione della visione di Humboldt aspira a comprendere le interazioni fra le componenti del sistema Terra includendo litosfera, atmosfera, idrosfera, criosfera e biosfera così come le società e le economie umane in un moderno concetto di “fisica generale della Terra”. Nel 150mo anniversario della morte di Humboldt si riconosce il suo ruolo nel promuovere le scienze connesse all’attuale maggiore preoccupazione dell’umanità: la sostenibilità della nostra società e dell’ecosistema da cui dipende.
Science, 18 Dec 2009, Vol. 326, pg. 1598 - Ann Gibbons - Breakthrough of the Year. Il ritrovamento di un raro scheletro ha svelato una fase importante dell’evoluzione umana e si aggiunge al gruppo di singoli fossili che hanno segnato le tappe dell’uomo. Essi includono il primo scheletro antico trovato, quello di Neandertal, nella valle di Neander, in Germania, il bambino Taung del Sud Africa, che nel 1924 provò per la prima volta che i nostri progenitori vivevano in Africa, e la famosa Lucy il cui scheletro, non completo, rivelò uno stadio essenziale della nostra evoluzione. Ora, nel 2009, si è aggiunto un nuovo membro a questa piccola raccolta: si chiama Ardi ed è il più antico scheletro di un nostro putativo progenitore, trovato nella depressione di Afar, in Etiopia, insieme con altre parti di 35 individui della sua specie. Da quando è stata scoperta Lucy, nel 1974, i ricercatori si erano chiesti chi erano i suoi predecessori, che aspetto avevano e come erano vissuti. Lucy era un ominide primitivo, con un cervello di dimensioni simili a quelle dello scimpanzé, ma di 3,2 milioni di anni fa, che già camminava eretto come noi. Anche i più recenti membri della sua specie, gli Australopithecus afarensis, sono vissuti milioni di anni dopo il comune antenato che abbiamo avuto con lo scimpanzé, ma questo primo atto della nostra storia era ancora mancante. Ora con Ardi, una femmina di 4,4 milioni di anni fa, si apre una luce su un altro momento del nostro passato. I suoi scopritori l’hanno chiamata Ardipithecus ramidus, dalle parole della lingua Afar che significano “radici” o “terra”, per descrivere una scimmia che vive sulla terra alle radici della famiglia umana. Anche se altri resti sono più antichi, Ardi è l’esemplare più completo di quest’ominide. I 125 pezzi del suo scheletro includono la maggior parte del cranio e dei denti, come anche le ossa pelviche, le mani, le braccia, le gambe e i piedi. Quando furono trovati nel 1994 i primi fossili della specie Ardi, furono immediatamente riconosciuti come i più importanti dopo Lucy, ma le cattive condizioni dei ritrovati smorzarono l’entusiasmo. Le ossa più grandi erano frantumate e fragili e un team multidisciplinare ha impiegato 15 anni per raccogliere Ardi, rimuovere le distorsioni e analizzare le sue ossa. Il completo scheletro di Ardi fu svelato in un rapporto di 11 pagine, emesso online questo 2 ottobre su Science. Gli scopritori proposero che si trattava di un nuovo tipo della famiglia che include gli umani e i nostri antenati e non è un antenato di scimmie viventi. L’anatomia di Ardi è diversa da quella delle scimmie viventi e degli ominidi come Lucy. Ardi rivela cambiamenti di antiche anatomie che hanno portato alla statura eretta. Non tutti i paleoantropologi sono convinti che Ar. ramidus sia un nostro antenato e perfino un ominide, ma nessuno discute sull’importanza della scoperta. Avere un intero scheletro, invece di pezzi separati, da una visione dell’intero individuo e aiuta a decifrare altri frammenti fossili, fornisce nuove sorprendenti risposte su domande fondamentali dell’evoluzione umana. Come si possono identificare i membri più antichi della famiglia umana? Come si è evoluta la stazione eretta? Com’erano i comuni antenati con gli scimpanzé? Da oggi Ardi sarà un punto di riferimento. La maggiore sorpresa è che Ardi non è una transizione fra l’Autralopiteco e il comune antenato degli scimpanzé e gorilla. Alto 120 cm, Ardi ha un corpo e un cervello poco più grande di quello di uno scimpanzé ed è molto più primitivo di Lucy. Non somiglia, invece, alle scimmie africane o a quelle più antiche. Studiando la faccia e i denti, i ricercatori hanno trovato caratteristiche che legano l’Ardipithecus agli ominidi successivi, inclusa Lucy e noi stessi. Mancano i canini a forma di daga che hanno gli scimpanzé, la base del cranio è corta fra avanti e dietro come chi cammina eretto. Anche le ossa pelviche confermano la sua stazione eretta, ma Ardi non cammina così bene come gli umani o Lucy ed è una bipede facoltativa. Mani e piedi completano il quadro; le giunture dei polsi non sono così rigide come quelle delle scimmie africane e le ossa dei palmi sono molto corte indicando che non sapeva camminare sulle nocche come gli scimpanzé. I piedi erano più rigidi di quelli degli scimpanzé e indicano che poteva insieme camminare eretta e salire e muoversi fra i rami degli alberi; le lunghe dita curve e i grandi pollici opponibili indicano che afferrava i rami degli alberi. I nostri antenati, quindi, hanno cominciato a camminare eretti vivendo però in zone boscose e non in terreni aperti come una volta si credeva. Il team internazionale che ha fatto la scoperta ha ricostruito l’ambiente dove Ardi cominciò a camminare, raccogliendo 150000 specie di piante e animali fossili. Dopo aver usato metodi radiometrici per datare accuratamente i fossili con sedimenti di 4,4 milioni di anni fa, il team ha concluso che Ardi è vissuta in un’antica pianura alluvionale coperta da foreste arrampicandosi fra alberi di bacche, fichi e palme insieme a scimmie, kudu, antilopi e pavoni. La faccia Ardi era quella di un ominide in tutti i tratti del volto, del cranio e dei denti, ma dalla scoperta di Lucy il tratto identificativo dell’ominide è stato la statura eretta. Fra i primati, solo gli umani e i loro più stretti vicini sono dei bipedi abituali, quindi Ardi si trova in una situazione incerta. Bisognerà paragonare le ossa di Ardi con quelle delle scimmie più antiche per capire come la sua anatomia influenzasse la sua andatura. Molti ricercatori discutono se Ardi rivela una struttura base comune agli uomini e agli scimpanzé. Ardi è vissuta forse da uno a tre milioni di anni dopo questo antenato, un tempo abbastanza lungo per questi cambiamenti. Alcuni discutono sulle implicazioni sociali dei canini dell’Ardipithecus che il team degli scopritori interpreta come minore aggressività fra maschio e maschio rispetto a quella degli scimpanzé. Il dibattito rivela quanto sia difficile giudicare l’importanza della statura eretta nei primi ominidi e se essa sia essenziale per essere un ominide. Molti pensavano che il grande cervello e gli attrezzi siano venuti con la stazione eretta; Lucy ha dimostrato che la stazione eretta è venuta prima. Discutendo sulla definizione di ominide, i ricercatori si chiedono quale sia la posizione di Ardi nella famiglia. Il team propone l’ipotesi che l’Ardipithecus abbia dato origine al genere dell’australopithecus di Lucy che si crede abbia portato al nostro genere Homo. Si nota però che Ardi potrebbe essere un ramo laterale estinto di una specie sorella alla nostra antenata. Si può dire oggi che la scoperta, nel bicentenario di Darwin, ha rotto la barriera dei 4 milioni di anni per capire la nostra origine.
Science, 18 Dec 2009, Vol. 326, pg. 1600-1607 -The News Staff - Si segnalano alcuni dei risultati scientifici più significativi dell’anno 2009 (runners-up).
Il cielo dei raggi gamma - Fin dalla scoperta della prima pulsar, quarant’anni fa, gli astronomi avevano scoperto centinaia di questi enigmatici oggetti dagli impulsi radio che emettevano. Ora gli astronomi hanno aperto un nuovo campo d’indagini, è lo spettro di raggi gamma ad alta energia, per trovare pulsar che non può essere osservate con le onde radio. L’osservazione dei raggi gamma ha permesso ai ricercatori di migliorare la loro comprensione di come funzionano le pulsar. Le scoperte sono avvenute grazie al Fermi Gamma-ray Space Telescope che ha mappato l’universo dei raggi gamma dal giugno 2008, quando è stato lanciato dalla NASA. Un team internazionale ha scoperto 16 nuove pulsar e intensi impulsi di raggi gamma da 8 pulsar, già note, con tempi di rotazione di millisecondi, dimostrando che questi oggetti pulsano a lunghezze d’onda dei raggi gamma e insieme delle onde radio. Si sono inoltre osservati raggi gamma ad alta energia emessi dal cluster globulare 47 Tucano, che indica la presenza di una pulsar da 60 millisecondi. Questi risultati del Fermi sono solo gli inizi. I ricercatori ora vogliono identificare le pulsar fra le sorgenti di raggi gamma. A novembre, astronomi degli Stati Uniti e della Francia hanno scoperto cinque nuove pulsar da millisecondi in sorgenti rivelate dal Fermi. Si suppone che i fasci di raggi gamma siano più larghi dei fasci radio associati e quindi sono più facili da scoprire e aiuta l’alta sensibilità del Fermi. I ricercatori ora sanno che le pulsar sono stelle di neutroni che ruotano rapidamente con un potente campo magnetico che accelera le particelle emesse dai poli a velocità vicine a quelle della luce. Sono questi getti caldi di materia che producono i raggi gamma. Secondo un modello, i getti sono emessi dalla superficie dei poli nelle stelle di neutroni, in un altro modello, i fasci si originano a migliaia di km dai poli, nello spazio. Dalle osservazioni sembra che il massimo di emissione avvenga nella magnetosfera esterna. Le radio onde sfruttano solo una piccola frazione dell’energia di una pulsar e il massimo dell’energia è concentrato nei raggi gamma. Fra le più di 1300 sorgenti di raggi gamma scoperte dal Fermi, vi sono le emissioni delle galassie, i gamma ray burst e i buchi neri al centro delle galassie. A novembre, i team dei due telescopi a raggi gamma di base a terra e quello del Fermi hanno risolto il mistero delle sorgenti di raggi cosmici, individuando la loro origine nelle stelle che esplodono. Le nuove pulsar possono aiutare a scoprire anche le onde gravitazionali che possono causare apparenti variazioni delle velocità di rotazione nelle pulsar più rapide.
Ricettori ABA - Le piante hanno un equivalente dell’adrenalina in una sostanza chimica detta acido abscisico (ABA). Un’alta concentrazione di ABA, mantiene i semi dormienti, aiuta a ridurre le perdite di acqua e inibisce la crescita delle radici nei periodi di aridità. I ricettori di questo fondamentale ormone delle piante hanno messo a lungo in difficoltà i biologi delle piante. In maggio, due team indipendenti, con tecniche diverse hanno identificato come ricettori le proteine di una stessa famiglia. In autunno, altri hanno confermato i legami fra ABA e le proteine PYR/PYL/RCAR. I team hanno scoperto che i ricettori sono parte di una famiglia formata da 14 proteine. Si è poi ottenuta la struttura del cristallo ABA unito al suo ricettore e l’interazione del ricettore con la PP2C fosfatasi, che deve essere interdetta per far funzionale ABA. Queste scoperte sono un grande passo avanti nella biologia delle piante. PP2C e i ricettori di ABA appartengono a famiglie di proteine il cui ruolo diventa ora più chiaro.
Scoperto un falso Monopolo - I fisici, alla ricerca della particella chiamata monopolo magnetico, hanno trovato il modo di creare, in un cristallo magnetico, una quasiparticella che agisce come un monpolo. Si sa che ogni magnete ha due poli, uno nord e uno sud. Tuttavia i teorici avevano speculato l’esistenza di particelle fondamentali con una sola polarità. Nel 1931, il teorico Paul Dirac aveva dedotto che l’esistenza di questi monopoli poteva spiegare la quantizzazione della carica elettrica. I monopoli sono pure predetti nelle teorie della grande unificazione che considerano tutte le forze come diversi aspetti di una stessa grandezza. Lo pseudo-monopolo è stato presentato a settembre formato da un materiale di olmio titanato e disprosio titanato. In questi materiali gli ioni magnetici di olmio o disprosio si trovano ai vertici di un tetraedro formate da quattro facce triangolari. A bassa temperatura due ioni in ciascun tetraedro puntano i loro poli nord verso l’interno e altri due verso l’esterno. Facendo ruotare di 180 gradi lo spin di uno degli ioni si sbilancia il magnetismo del cristallo e, facendone ruotare anche un altro, il cristallo si comporta come un monopolo. Questa struttura di spin si presenta come un mezzo utile a teorici e sperimentatori.
Vivere a lungo e prosperare - La secrezione di un batterio dell’Isola di Pasqua che vive nella sporcizia, contiene una sostanza, detta rapamicina, che aumenta la longevità dei topi ed è la prima volta che un medicamento allunga la vita di un mammifero. I dottori prescrivono la rapamicina per combattere il cancro al rene e per impedire il rigetto nei trapianti. Dopo che il National Institute on Aging degli USA ha aggiunto questa medicina nella lista delle molecole che possono allungare la vita dei roditori, i tre laboratori che l’avevano provato hanno cominciato a dare la rapamicina ai topi di 600 giorni, paragonabili agli uomini di 60 anni. Una dieta ricca di rapamicina ha allungato la vita dei roditori fra il 9 e il 14%. Questo meccanismo ha interessato i ricercatori. La rapamicina entra in ogni processo, dalla sintesi delle proteine alla divisione delle cellule, ma non contrasta nessuna causa specifica di morte. Poiché i topi non dimagriscono, non sembra che il suo effetto sia di una riduzione delle calorie (CR), anche se qualcuno pensa a un legame. Il problema è che non si sa se la CR sia efficace per gli uomini, le prime prove con le scimmie rhesus sono iniziate 20 anni fa e solo ora gli animali cominciano a morire; i primi risultati indicano che superano i loro contemporanei ben alimentati. La rapamicina riduce il sistema immunitario e il meccanismo sull’età non è chiaro, ma i ricercatori potrebbero trovare altri meccanismi.
Scoperto il ghiaccio sulla Luna - Quest’anno gli scienziati hanno provato che la nostra Luna, deserta e spesso rovente, nasconde del ghiaccio d’acqua e questo apre prospettive come fonte di propellente per l’esplorazione del sistema solare. L’idea dell’esistenza di ghiaccio non era assurda. Nel decennio 1990, i radar dalla Terra avevano provato che su Mercurio si trovava ghiaccio all’interno di crateri delle regioni polari, mantenuti in permanente ombra dai loro bordi. Nel corso dei tempi astronomici, una parte dell’acqua portata dagli impatti delle comete e asteroidi si è congelata al loro interno. I radar orbitanti sui crateri polari della Luna avevano individuato acqua e, nel 1998, alte concentrazioni di idrogeno, ma tutto rimaneva controverso. Alla fine, un razzo da 2 tonnellate fu fatto precipitare nel gelido cratere Cebeus alla velocità di 7200 km/h ed ha emesso una certa quantità di acqua. La sonda LCROSS (Lunar Crater Observation and Sensing Satellite) da 80 milioni di US$, che ha lanciato il razzo, ha inviato a terra un chiaro segnale spettroscopico delle emissioni di vapore acqueo, ghiaccio e idrossido. I sensori di LCROSS hanno indicato anche la presenza di monossido di carbonio, metano e metanolo insieme al ghiaccio d’acqua, composti che si trovano nelle comete e negli asteroidi ricchi di acqua che hanno bombardato la Luna in miliardi di anni. Gli astronauti potrebbero bere quest’acqua, fare crescere piante e ricavare idrogeno e ossigeno per i razzi. C’è solo il problema di estrarre questo ghiaccio dai crateri a quaranta °C sopra lo zero assoluto.
Ritorno della terapia genetica - La riparazione delle malfunzioni cellulari correggendo il DNA, offre un’elegante soluzione alle malattie prodotte da un singolo gene. Fin dai primi studi, cominciati nel 1990, si sono incontrate difficoltà e rovesci, come la morte di un volontario in una prova. Quest’anno la terapia genetica ha avuto una svolta e i ricercatori hanno comunicato i loro successi trattando malattie incurabili.
Leber’s congenital amaurosis (LCA): è una rara forma di cecità ereditaria che colpisce in età infantile. I ricercatori degli Stati Uniti e del Regno Unito hanno iniettato nell’occhio di un paziente LCA un virus innocuo che portava un gene per codificare un enzima necessario a produrre un pigmento sensibile alla luce. Nella prima prova completa su 12 pazienti parzialmente ciechi, è migliorata la sensibilità alla luce. Quattro bambini hanno riacquistato abbastanza visione da fare sport e non usare più lenti a scuola.
X-linked adrenoleukodystrophy (ADL): è un disordine che attualmente uccide i ragazzi prima di arrivare ai 10 anni. La malattia è prodotta dal difetto di un gene che produce una proteina per aiutare la mielina a ricoprire i nervi. Un team francese ha inserito un gene correttivo nelle cellule sanguigne di due ragazzi di 7 anni affetti di ADL e alcune delle cellule hanno cominciato a produrre la proteina mancante e apparentemente essa è migrata nel loro cervello. Due anni più tardi, il danno progressivo al cervello, tipico dell’ADL, si è fermato.
“Bubble boy” disease: è una grave combinazione di immunodeficienza (SCID) dovuto alla mancanza di un enzima detto adenosine deaminase. In gennaio, ricercatori italiani hanno introdotto un miglioramento nelle prove su bambini di 8 anni con SCID. Otto dei dieci pazienti, ora non hanno più bisogno della terapia di introduzione dell’enzima e vivono normalmente. Nessuno ha sofferto seri effetti collaterali per la terapia. La terapia genetica usata, aveva attivato l’immunità su 19 pazienti, ma aveva causato la leucemia su 5 di essi e uno era morto.
Il Graphene si sta affermando - Dal 2004, quando i ricercatori del Regno Unito hanno scoperto un semplice modo per estrarre un singolo foglio di atomi di grafite i ricercatori si sono affannati a studiare questa membrana. Quest’anno si sono avute una serie di scoperte che includono un fondamentale approfondimento e il modo di ricavare fogli di grafene più grandi e trasformarli in nuovi dispositivi. Il fascino maggiore del Grafene sta nel modo in cui conduce gli elettroni. Il perfetto ordine della rete degli atomi di carbonio, permette agli elettroni di fluire ad altissime velocità e questo permette ai fisici di utilizzarli come banco di prova di proprietà quanto meccaniche. Lo scorso mese, per esempio, gruppi di ricerca diversi di New York e New Jersey, hanno confermato che gli elettroni nel grafene presentano l’effetto Hall quantizzato in cui gli elettroni si comportano collettivamente come se avessero una frazione della carica di un elettrone. In maggio, ricercatori dell’università del Texas, Austin, hanno realizzato film di grafene di un centimetro quadrato facendolo crescere su un foglio di rame. Alla Cornell University hanno modificato la tecnica per fare l’accrescimento sui wafer di silicio. Questi due progressi aprono la via alla realizzazione di circuiti elettronici basati sul grafene. In gennaio i ricercatori dell’IBM hanno annunziato la costruzione di transistori di grafene capaci di commutare on-off alla velocità di 26 miliardi di volte al secondo, superando i transistor convenzionali. Ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno realizzato in un chip un moltiplicatore di frequenza a grafene che può portare a nuove applicazioni nelle comunicazioni e nei sensori. In molti altri luoghi i ricercatori hanno realizzato, in modo semplice e con la tecnica del grafene, molti altri dispositivi.
La rinascita di Hubble - In quest’autunno lo Hubble Space Telescope ha cominciato a scattare le migliori immagini della sua carriera di 19 anni, grazie al successo della missione di servizio di maggio che ha esteso la vita dello strumento per altri 5 anni. La missione ha concluso una lunga battaglia della NASA che voleva tenere in vita Hubble, dopo che il precedente Amministratore della NASA, Sean O’Keefe, aveva annunziato la cancellazione della missione di servizio per il telescopio, pianificata nel 2004 con lo shuttle. I dirigenti dalla NASA indagarono sulla possibilità di inviare un robot per eseguire le necessarie riparazioni, ma molti esperti giudicarono irrealistica la soluzione. La situazione cambiò con il successore di O’Keefe, Michael Griffin, che nel 2006 chiese agli astronauti dell’Agenzia di organizzarsi per la missione di aggiornamento dello strumento. In maggio un equipaggio di sette membri, a bordo dello Shuttle Atlantis, partì per l’orbita a 500 km sopra la Terra e si fecero cinque uscite spaziali in 11 giorni per eseguire un insieme di rischiose operazioni. Alla fine avevano compiuto tutti i compiti della loro lista: sostituzione della Telecamera 2 a campo largo con la Telecamera 3 che ha una risoluzione di immagine 10 volte più alta; installazione del Cosmic Origin Spectrograph che migliora la capacità di Hubble di riprendere gli spettri nella banda dell’ultravioletto, infine riparazione di due strumenti esistenti, l’Advanced Camera for Surveys e lo Space Telescope Imaging Spectrograph. Il 9 settembre la NASA ha mostrato i risultati dello sforzo con le spettacolari immagini della Butterfly Nebula, l’Omega Centauri globular cluster e altre meraviglie stellari. Hubble è di nuovo efficiente ed è ripreso il lavoro scientifico con Hubble. Recentemente, per esempio, lo strumento ha fornito le più dettagliate immagini della galassia a spirale M83 che aiuterà i ricercatori a studiare la nascita delle stelle nel suo nucleo.
Si accende il primo laser a raggi X - In aprile i fisici dello SLAC National Accelerator Laboratory in Menlo Park, California, hanno acceso il primo laser a raggi X, una bestia lunga 130 m, chiamato Linac Coherent Light Source (LCLS) alimentato da un acceleratore di particelle lineare lungo 3 km. La macchina è il cuore di un impianto da 420 milioni e dopo 3 anni di costruzione i ricercatori hanno impiegato meno di 2 ore per accenderlo. LCLS è uno strumento, ma merita l’appellativo di “breakthrough” perché è un progresso qualitativo rispetto ai precedenti. Per decenni gli scienziati hanno usato i raggi X per rivelare le strutture atomiche dei materiali. Con un’energia un miliardo di volte maggiore delle sorgenti precedenti, LCLS produce impulsi di raggi X di 2 milionesimi di nanosecondi, corti abbastanza per cogliere immagini in movimento nelle reazioni dei processi chimici. Semplicemente, LCLS è il primo dispositivo che combina, su scala atomica, risoluzione spaziale e temporale. Emette inoltre un impulso coerente di raggi X per utilizzare tecniche sviluppate con i laser convenzionali. Gli esperimenti con LCLS sono iniziati in ottobre. Gli scienziati sperano di determinare la struttura di una proteina da un campione di una molecola o rivelare lo strato esterno di elettroni degli atomi di un materiale. Le sorgenti a raggi X dei sincrotroni sono ormai dei cavalli di battaglia per biologi strutturali e scienziati della materia e si aprono ora delle domande sull’uso che si può fare di LCLS. Queste domande mostrano che LCLS è qualcosa di completamente nuovo che può produrre sviluppi inaspettati.
Cellule IPS - Il “breakthrough” dello scorso anno, cioè la capacità di riprogrammare le cellule adulte della pelle nelle induced pluripotent stem (iPS) celles che potevano essere indotte a trasformarsi in diversi tipi di cellule mature, aveva promesso una nuova ondata di ricerche. Con questi metodi, i ricercatori potevano creare cellule da singoli pazienti, esaminarle e usarle per le prove in potenziali terapie. Gli scienziati hanno già creato cellule iPS da persone affette da diabete di tipo uno, morbo di Parkinson e almeno di una dozzina di altri disordini. Si dovrà cercare di aumentarne il numero nel 2010, incrementando il numero dei ricercatori coinvolti e cercando di acquisire esperienza.
L’occhio cosmico - Un innovativo esperimento nello spazio sulle particelle fisiche, chiamato Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) sarà finalmente portato in luglio sulla Stazione Spaziale Internazionale. Il fisico, premio Nobel, Samuel Ting, ha guidato il team internazionale di AMS che analizzerà i raggi cosmici alla ricerca di prove sull’antimateria, la materia oscura e le strangelets. In origine il lancio doveva avvenire nel 2003, ma è stato impedito dal disastro del Columbia. Nel 2008 il Congresso ha autorizzato la NASA a lanciare questo strumento da 2 miliardi di US$.
DNA delle proteine - Nel 2010 gli scienziati eseguiranno le sequenze del DNA riguardante le proteine del genoma di migliaia di persone sperando di trovare nuovi geni legati alle malattie. Questi studi, detti “exome sequencing”, hanno già rivelato le cause genetiche di misteriose malattie ereditarie. Esse potranno risolvere le zone d’ombra negli studi di associazione dell’intero genoma alla ricerca dei marker sui rischi di malattie. Gli studi fatti fino ad ora hanno mancato di spiegare molto sull’ereditarietà di malattie e tratti somatici. Alcuni ricercatori scommettono che rare varianti trovate nel genoma possano scoprire queste zone oscure.
La biochimica combatte il cancro? - Per decomporre il glucosio, le cellule tumorali spesso passano, dal normale percorso di richiesta di ossigeno, a un’alternativa senza ossigeno, detta glicolisi. Il passaggio delle cellule a un metabolismo eterodosso è stato oggetto di conferenze che hanno coinvolto la biotecnologia e la proposta di numerose prove cliniche.
Voli umani nello spazio - La flotta degli shuttle degli Stati Uniti sarà smantellata nel settembre 2010, dopo 3 decenni di attività. Il presidente Barack Obama chiederà alla NASA un nuovo lanciatore capace di portare gli uomini nello spazio. Si potrà usare l’attuale progetto del razzo Ares, chiedere varianti sugli esistenti lanciatori o chiedere alle società private un’opzione meno costosa. Obama dovrà decidere se, entro il prossimo decennio, si dovrà andare sulla Luna, su un asteroide o su una luna di Marte.
Science, 17 Dec 2010, Vol. 330, pg. 1604 – Adrian Cho – Breakthrough of the Year 2010. Nel 2010 è stato realizzato il primo meccanismo quantistico, un oggetto fatto dall’uomo che si muove in modo da poter essere descritto solo dai principi della meccanica quantistica che normalmente governano le molecole, gli atomi e le particelle subatomiche. Questa macchina proto-quantistica, che in realtà è estremamente piccola a differenza di quelle del mondo reale, assorbe energia in quantità discrete come abbiamo osservato in innumerevoli esperimenti con atomi, molecole, particelle subatomiche, fotoni, correnti elettriche e anche con l’elio liquido, ma mai in oggetti costruiti dall’uomo. La macchina è un oscillatore meccanico che vibra come la corda di una chitarra e, secondo la teoria quantistica assorbe ed emette energia in quanti proporzionali alla frequenza di oscillazione. Per vedere questi effetti, i fisici hanno dovuto estrarre da essa ogni possibile energia, lasciandola stazionaria nello stato più basso di energia con il raffreddarla vicino allo zero assoluto. Per rendere i quanti più grandi possibile, hanno dovuto rendere la meccanica dell’oscillatore più rigida per aumentare la frequenza, ma questo riduce l’ampiezza del moto rendendo difficile la sua osservazione. L’elemento oscillante è una piastrina di nitrito di alluminio placcato capace di vibrare a 6 GHz con capacità piezoelettriche che producono un campo elettrico facile a rivelare. L’accoppiamento rivelatore è fatto con un anello superconduttore, un “phase qubit” a basso livello di energia. Manipolando i qubit con le microonde, i ricercatori possono fornire all’oscillatore, o estrarre da esso, quanti di energia. Raffreddando l’oscillatore a pochi centesimi di gradi kelvin, i ricercatori si accorsero che non potevano estrarre nessun quanto di energia e quindi si trovava nello stato di minima energia. Con il qubit di controllo si aggiunse un quanto di energia e, a un livello più basso, si ottenne anche la sovrapposizione dei due stati (0/1). Per la prima volta un oggetto meccanico macroscopico si è trovato in uno stato di moto quantistico, sovrapposizione di due moti. Si potrà in futuro posizionare un oggetto in due luoghi diversi contemporaneamente o c’è qualche cosa che lo impedisce? Quando nei prossimi 5 anni si sarà messo a punto il Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) con coppie di specchi da 40 kg, raffreddati alla minima temperatura e al minimo stato di moto, nei siti di Livingstone, Louisiana, e Hanford, Washington, i fisici avranno l’opportunità di fare un esperimento su vasta scala.
Science, 17 Dec 2010, Vol. 330, pg. 1605 – The News Staff - Si segnalano alcuni dei risultati scientifici più significativi dell’anno 2010 (runners-up).
Costruire un proprio genoma – Quest’anno si è lavorato alla biologia sintetica. I ricercatori dello J. Craig Venter Institute (JCVI) di Rockville, Maryland, e di San Diego, in California, hanno costruito un genoma sintetico e l’hanno inserito in un batterio al posto dell’originale DNA. Il nuovo genoma ha fatto produrre al batterio un nuovo gruppo di proteine. Il genoma sintetico era una copia quasi identica di un genoma naturale, ma i ricercatori vogliono creare genomi progettati per produrre biofuels, farmaci e sostanze chimiche utili. J Craig Venter e il suo team hanno speso 40 milioni di US$ per costruire il genoma da parti di DNA e l’hanno trapiantato in un batterio.
Lettura del genoma dei Neandertal – Tredici anni fa, quando i ricercatori hanno sequenziato alcune parti del DNA mitocondriale di un Neandertal, la cosa fece scalpore. Quest’anno si è pubblicata una prima stesura del genoma nucleare del Neandertal e, dalla prima analisi di questo DNA, da 3 miliardi di basi, si hanno le prime rivelazioni circa l’evoluzione fra quest’umano estinto e noi. Usando nuovi metodi di sequenziamento su frammenti degradati di antichi DNA, i ricercatori hanno messo insieme una sequenza composta di quelle di tre femmine di Neandertal che sono vissute in Croazia fra 38000 e 44000 anni fa, ricostruendo circa due terzi dell’intero genoma del Neandertal. Per la prima volta, hanno potuto paragonare il genoma del Neandertal e quello degli uomini moderni. Leggendo le sequenze, i ricercatori hanno scoperto che i moderni Europei e Asiatici, ma non gli Africani, hanno ereditato fra l’1% e il 4% dei geni del Neandertal. Apparentemente, i Neandertal si sono accoppiati con gli uomini moderni, dopo che questi hanno lasciato l’Africa, almeno 80000 anni fa, ma prima di diffondersi in Europa e Asia. Questa sorprendente scoperta, se è corretta, cancella la precedente ipotesi che gli uomini moderni hanno sostituito completamente quelli arcaici senza mescolarsi geneticamente. Il genoma dei Neandertal ha dato ai ricercatori un potente nuovo mezzo per pescare i geni che si sono evoluti di recente, dal momento in cui gli uomini moderni si sono separati dai Neandertal. Il catalogo di questi geni ne include 78 che codificano importanti proteine che aiutano a guarire le ferite, che danno movimento ai flagelli dello sperma e che trascrivono i geni. Tutte queste differenze, riflettono adattamenti alle condizioni climatiche delle regioni, dove gli uomini moderni si sono diffusi. In questi pochi geni che ci separano dai Neandertal si potranno scoprire quelli che ci hanno permesso di sopravvivere, mentre i Neandertal si sono estinti.
La genomica di nuova generazione – Un nuovo ambizioso sforzo è quello del “Progetto dei 1000 genomi” che vuole trovare tutte le differenze, in termini di singole basi (single-nucleotide plymorphisms, o SNP), presenti in almeno l’1% degli umani. Quest’anno si sono completati tre studi pilota che hanno individuato 15 milioni di SNP e questo ha permesso di scoprire le mutazioni che provocano le malattie. I ricercatori hanno anche finito il catalogo degli elementi funzionali nei genomi dell’insetto della frutta, Drosophila melanogaster, e del nematode Caenorhabditis elegans, e sarà pubblicato alla fine dell’anno.
Riprogrammazione cellulare – Cambiare il destino delle cellule, aggiungendovi copie di alcuni geni, è diventato una routine in tutti i laboratori di biologia, ed ha permesso agli scienziati di riportare indietro l’orologio dello sviluppo di una cellula adulta, fino allo stato originale, facendola comportare come cellula staminale embrionale. Il risultato è una “induced pluripotent stem cell” (iPSC). Quest’anno gli scienziati hanno trovato il modo di fare la riprogrammazione più semplicemente, usando molecole di RNA sintetico. Queste molecole sono progettate per bloccare le difese antivirali delle cellule che attaccano ogni RNA estraneo. Questa tecnica è due volte più rapida e 100 volte più efficiente della tecnica standard e, non avendo aggiunto altri geni, le cellule riprogrammate sono identiche a quelle originali e potenzialmente più sicure per l’uso terapeutico.
Ricerca dei geni sbagliati – La vecchia strada per cercare la causa dei disordini mendeliani o delle malattie dovute alle mutazioni di un singolo gene, era di studiare i comportamenti ereditari delle famiglie. Questo metodo non funziona quando i parenti sono pochi o quando la mutazione compare improvvisamente. Verso la fine del 2009, i genetisti cominciarono a sequenziale gli exomi, proteine che codificano il DNA di pazienti con disordini mendeliani e alcuni team hanno sequenziato l’intero genoma dei pazienti. Il sequenziamento degli exomi ha individuato una serie di mutazioni che gli scienziati hanno selezionato, ignorando quelli che non comportano modifiche alla struttura delle proteine. Si sono scoperte una dozzina di misteriose malattie dovute a geni che portano malfunzionamenti nel cervello, bassissimi livelli di colesterolo e deformità facciali. Trovare un gene dietro a una rara malattia migliora la diagnosi e il trattamento. Gli scienziati sperano di usare gli exomi per scoprire le cause di più della metà dei 7000 disordini mendeliani, noti o sospettati, che non hanno ancora una spiegazione genetica.
Simulazioni delle dinamiche molecolari – A volta con i computer l’uso della forza bruta è l’unica soluzione e questo è il caso delle simulazioni per il ripiegamento delle proteine. Questo è un reale incubo combinatorio. Ogni due amminoacidi vicini nella catena di una proteina c’è un ripiegamento con due possibili angoli, ciascuno dei quali può avere tre conformazioni. Così una proteina di 100 amminoacidi si può piegare in 3^198 modi diversi e le proteine scelgono fra tutte queste possibilità in millisecondi o meno. I computer impiegano molto più tempo. Gli esperti sono ricorsi ai supercomputer. Due anni fa, ricercatori degli Stati Uniti hanno realizzato un supercomputer specializzato, costituito da 512 chips per accelerare i calcoli. Il prossimo sforzo è di realizzare due nuove macchine con 1024 e 2048 chips per la simulazione di proteine più grandi.
I ratti tornano di moda – Oggi, nei laboratori si usano i topi ma la preferenza era per i ratti. Il cuore umano batte 70 volte il minuto, quello dei ratti 300 volte e quello dei topi 700. I segnali elettrici del cuore nei ratti e negli uomini sono simili. I ratti sono più intelligenti dei topi e sono un modello migliore per le malattie neuronali umane, come l’Alzheimer e il Parkinson. I ratti sono anche più grandi e più facili da usare. Nel 1989, i ricercatori hanno imparato a bloccare determinati geni per realizzare il topo knockout ma questa tecnica non funziona con i ratti. Per questo motivo, i topi sono stati preferiti negli esperimenti della biologia dello sviluppo e nello sviluppo di farmaci. Nel 2009 i ricercatori hanno adattato ai ratti un metodo prima usato per l’insetto della frutta e lo zebrafish (pesce danio), Essi hanno usato degli enzimi per mettere in knockout i geni e, in agosto hanno annunziato di aver prodotto dei ratti knockout. Quest’anno diversi gruppi hanno ottenuto ratti con mutazioni genetiche e questo ha riportato i ratti nei laboratori.
Profilassi HIV – Dall’inizio dell’epidemia HIV fino a tutto il 2009, solo 5 dei 37 studi su larga scala, provati per prevenire l’HIV, hanno dato risultati positivi e convincenti. Lo scorso luglio e in novembre, due prove di diverse e nuove strategie di prevenzione HIV hanno riportato un sicuro successo. Il primo risultato si è avuto con un gel vaginale che contiene il farmaco anti-HIV tenofovir che riduce del 39% il rischio d’infezioni in donne ad alto rischio in un intervallo di 30 mesi e, fra quelle che rispettavano esattamente le istruzioni, l’efficacia raggiunge il 54%. Lo scorso mese, il primo studio di profilassi orale, ha dato risultati più incoraggianti. I soggetti sono stati 2499 uomini e donne transgender che facevano sesso con uomini, raccolti da sei paesi. A una metà fu data la Truvada, una combinazione di tenofovir ed emtricitabine, ogni giorno. In una media di 1,2 anni, il gruppo trattato ha avuto 43,8% meno infezioni del gruppo di controllo che ha avuto un placebo. Anche per questi la maggiore aderenza alle istruzioni comporta una maggiore efficacia. In un altro studio, selezionando i partecipanti che avevano un livello misurabile di Truvada nel loro sangue, l’efficacia ha raggiunto il 92%. Combinandole con altre misure, queste profilassi potrebbero aprire una nuova era alla prevenzione HIV.
Previsti nel 2009 per il 2010 (scorecard):
Cellule IPS – Dopo la scoperta delle “induced pluripotent stem cells” si prevedeva un’ondata di ricerche con l’uso di cellule specifiche derivate dai pazienti per combattere delle malattie come la sindrome di Rett e i difetti genetici del cuore. Per il momento, è in corso una ricerca per i trattamenti sul Parkinson e il diabete.
L’Occhio Cosmico – L’Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), per rivelare le particelle cosmiche, non è stato montato a bordo dell’International Space Station con lo shuttle, per una serie di ritardi e il tutto è stato rinviato al 2011.
Studi sugli exomi – Questo modo di cercare altri geni sequenziando il DNA che codifica proteine, ha permesso di scoprire dozzine di rare malattie ma non di trovare le mutazioni che spiegano molte malattie ereditarie come l’Alzheimer, il diabete e le malattie cardiache. Questi studi richiedono gli exomi di migliaia di pazienti e, per il momento, i ricercatori raccolgono dati.
La biochimica combatte il cancro? – I ricercatori hanno messo in evidenza nuove caratteristiche delle cellule cancerogene che potrebbero indirizzare a nuovi metodi di attacco.
Voli umani nello spazio. – Il Presidente Obama ha dato una nuova direttiva per il programma spaziale degli USA, ma il Congresso l’ha accettato solo in parte. Obama voleva cancellare i 3,5 miliardi di US$ per anno del programma Constellation e investire 3,3 miliardi nei prossimi 3 anni per un nuovo veicolo spaziale commerciale. Il Congresso ha autorizzato la NASA a spendere 1,3 miliardi per questo sviluppo ed ha chiesto che l’agenzia cominciasse a costruire un lanciatore di grandi dimensioni dal prossimo anno, invece che dopo il 2015, come era nelle intenzioni di Obama. Il Congresso ha inoltre autorizzato un'altra missione dello shuttle nel 2011, spostando il ritiro previsto per il 2010.
Nuove aree di ricerca per il 2011 (Areas to Watch):
Large Hadron Collider (LHC). – I primi risultati veramente interessanti del LHC verranno nel prossimo anno, ma non riguarderanno la ricerca del bosone di Higgs o le particelle della supersimmetria, oggetto dei due grandi rivelatori Atlas e CMS. Si guarderà fra i dati del più piccolo rivelatore, LHCb, che studierà in dettaglio le più familiari particelle chiamate mesoni B per l’analisi della piccola asimmetria fra materia e antimateria detta violazione CP. Questa violazione dei mesoni B sembra sia conforme al modello standard dei fisici. Tuttavia quest’anno i fisici del Fermi National Accelerator Laboratory di Batavia, Illinois, hanno riferito su un’altra violazione CP in una sub specie di mesoni, i Bs, possibile segno della presenza di una nuova particella. Raccogliendo dati in modo massiccio, il LHCb potrà valutare queste teorie.
Geni di adattamento. – I biologi dell’evoluzione cercano metodi di sequenziamento più semplici per trovare nuovi geni utili agli organismi viventi. Questa ricerca è stata difficile per organismi poco conosciuti. Una nuova tecnica promettente è quella detta RAD che si presta a scoprire molti nuovi geni.
Fusione laser. – Il National Ignition Facility (NIF) del Lawrence Livermore National Laboratory, in California, farà una prova finale nel 2011 nella ricerca sull’energia, accendendo la fusione laser. Con 192 fasci laser si pomperà energia su un bersaglio delle dimensioni di un seme di grano contenente deuterio e tritio. Comprimendo e scaldando i nuclei si provocherà l’implosione rilasciando energia. Se questo riscaldamento produrrà una fusione sostenibile con un guadagno di energia, il NIF avrà finalmente dimostrato che è possibile la generazione di potenza dalla fusione.
Bloccaggio dei virus. – La maggior parte degli anticorpi sono specifici, ma i broadly neutralizing antibodies (bNAbs) sono capaci di disabilitare un vasto campo di varianti virali. L’identificazione di bNAbs efficaci contro l’HIV ha aperto la possibilità di sfruttare queste molecole. Nel 2011, i ricercatori sperano di trovare ingredienti per il sistema immunitario e produrre nuovi bNAbs.
Automobili elettriche. – La Toyota Prius e altre macchine ibride gas-elettriche sono già da tempo nel mercato. Nel 2011, si diffonderanno le macchine elettriche ibride plug-in, che caricherano le batterie da una normale presa di corrente. Per il momento, le macchine a batteria costano di più di quelle alternative a benzina. Non sembra sicuro che i consumatori abbandoneranno facilmente le loro macchine da lunga distanza per quelle a facile ricarica e senza emissione di anidride carbonica.
Colpo alla malaria. – Gli scienziati non vogliono aspettare per una fase III del vaccino contro la malaria. In sette nazioni africane, 16000 bambini parteciperanno a uno studio e i risultati di almeno 9000 di essi, di età compresa fra 5 e 17 anni, saranno annunziati alla fine del 2011. Il vaccino, detto RTS.S, ha offerto circa il 50% di protezione in uno studio di fase II. Non è una cosa spettacolare e, per accelerare la fase di approvazione, si procede con il test sul campo.