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  1. 1. Parco genetico FVG A genetic park in the Friuli Venezia Giulia region Scienza & dintorni | Science LA SCIENZA ULTRAVELOCE Ultrafast science Ricerca & Tecnologia | Research & Technology High quality steel with stirrers Innovazione & Impresa | Innovation & Enterprise DA KYOTO ALLA CERTIFICAZIONE ENERGETICA From Kyoto to energy certification APRE UN’INTERNATIONAL HOUSE A TRIESTE An International House in Trieste
  2. 2. Primo piano Close up Caccia ai killer Parco genetico FVG oncologici e virali A genetic park in the Hunting oncological Parco genetico FVG and viral killers Friuli Venezia Giulia region 26 2 Scienza & Dintorni APRE Science La scienza ultraveloce Un’International House Ultrafast science a Trieste An International House in Trieste Laura Bibi Palatini 5 28 Innovazione & Impresa Innovation & Enterprise Braccio di ferro Da Kyoto alla tra riso e batteri certificazione energetica Trial of strength between From Kyoto to energy rice and bacteria certification Cristina Serra Elisa Nuzzo 9 31 Con FoodLife L’antidoping genetico la scadenza è chiara Genetic anti-doping With FoodLife the “best before” date is self-evident Leo Brattoli 13 35 Kyma, la ricerca Biosicurezza in Africa si fa impresa Biosafety in Africa Kyma: research becomes business Laura Bibi Palatini Direttore responsabile: 15 37 Leo Brattoli Comitato editoriale: Troppo belle per il Nobel Leo Brattoli, Paolo Cattapan, Giuseppe Colpani, Gabriele Gatti, Conversando con... L’innovazione Francesco Russo Elsa Fabretti nel settore marittimo Talking to...Elsa Fabretti Innovation in the Redazione: maritime field Laura Ramacci Marcello Guaiana Consorzio per l’AREA di Ricerca Scientifica e tecnologica di Trieste 17 39 Padriciano 99 - 34012 tel. 040 375 5221 - 5206 Ricerca & Tecnologia Friend Europe Research & Technology fax 040 226698 Acciaio di qualità Hanno collaborato: con gli stirrer Laura Bibi Palatini, Lara Dipace, High quality steel Ciro Franco, Federica Mantovani, with stirrers Federica Mantovani, Stefano Spagnul Elisa Nuzzo, Laura Ramacci Cristina Serra, Stefano Spagnul 20 41 News Versione on line: www.area.trieste.it Stop alle lucette rosse Stop red lights! Progetto grafico, impaginazione e pubblicità: 23 43 APS agenzia promostampa snc di Aldo Poduie e Federica Zar tel. 040 410910 www.apsonline.it Stampa: Grafiche Antiga Tiratura: 5.000 copie Registrazione Tribunale Trieste n. 906 del 16.06.1995 Questo numero è stato chiuso in tipografia nel mese di settembre 2008
  3. 3. Diabete, infarto, osteoporosi: una mappatura genetica realizzata in Friuli Venezia Giulia ci aiuterà a prevenirli e combatterli. Il progetto utilizza il primo Servizio di genotipizzazione italiano (e tra i pochissimi Primo piano in Europa), riconosciuto da Telethon. PARCO GENETICO FVG C reare una banca dati che consenta di studiare le malat- tie multifattoriali come diabete, infarto, osteoporosi, at- traverso l’identificazione della componente genetica di sei diverse comunità del Friuli Venezia Giulia. È questo l’obiettivo del “Parco genetico del Friuli Venezia Giulia”. Cofinanziato dalla Regione Autonoma Friuli Venezia Giulia con circa 200mila Euro, il progetto è promosso dal CBM - Consorzio per il Centro di Biomedicina Molecolare (CBM), insieme ad AREA Science Park, Centro Studi Fegato, IRCCS Burlo Garofolo, Univer- sità di Trieste e Università di Udine, Istituto di neurobiologia e medicina molecolare del Cnr, Roma e si svilupperà nell’arco di tre anni, coinvolgendo circa 4.000 persone, dall’età scolare in poi. Partito nella primavera 2008, il progetto sta coinvolgendo su base volontaria gli abitanti degli “isolati geografici” di San Martino del Carso, Erto/Casso, Clauzetto, Illegio, Sauris e la Val di Resia, con un check-up gratuito per la raccolta dei dati clinici, ai quali saran- no integrati dati genetici, storici, genealogici, alimentari, ecc. Si tratta di uno studio prezioso e forse irripetibile. L’identificazione della componente genetica è infatti premessa indispensabile per la comprensione dei meccanismi patogenetici, la messa in atto di misure preventive e lo sviluppo di efficaci te- rapie. Lo studio di popolazioni isolate consente risultati molto più attendibili rispetto a quelli condotti normalmente su popolazioni geneticamente non omogenee. Close up isolates” of San Martino del Carso, Erto/ Casso, Clauzetto, Illegio, Sauris and Val A genetic park in the di Resia, with a free check-up to collect clinical data to be integrated with gene- Friuli Venezia Giulia region tic, historical, genealogical, nutritional data, and so on. A valuable and perhaps Diabetes, infarction, unrepeatable study. osteoporosis: a genetic mapping The project, supported by the Autono- The identification of the genetic com- mous Friuli Venezia Giulia Region with ponent is an indispensable requirement made in Friuli Venezia Giulia will about 200,000 euros, is promoted by to understand pathogenetic mechani- help us to prevent and fight them. CBM – Consortium for the Centre for sms, to implement preventive measures The project uses the first Italian Molecular Biomedicine (CBM), together and to develop effective treatments. genotyping service (one of the with AREA Science Park, Centre for Li- The study of isolated populations gives very few in Europe), recognised ver Studies, IRCCS Burlo Garofolo, the much more reliable results than the stu- byTelethon. University of Trieste, the University of dies usually performed on genetically Udine and the Institute of Neurobio- heterogeneous populations. Creating a database to study multifacto- logy and Molecular Medecine of CNR, Geographical isolates, which are cha- rial diseases such as diabetes, infarc- Rome, and will last about 3 years invol- racterised by their isolated geographi- tion, osteoporosis, by identifying the ving about 4,000 people from school age cal localisation, the presence, in some gene component of six different com- onwards. cases, of a linguistic barrier, a quite limi- munities in Friuli Venezia Giulia. This is The project, launched in the spring of ted number of founders, a limited num- the goal of the “Genetic Park of Friuli 2008, will involve on a voluntary basis ber of names, a high rate of endogamy Venezia Giulia”. the populations of the “geographical (marriages within the same village) and 2 Agosto 2008
  4. 4. Primo piano Caratterizzati da una localizzazione geografica isolata, dall’even- tuale presenza di una barriera linguistica, da un numero di fon- datori non particolarmente elevato, da un numero di cognomi Consorzio per il Centro di Biomedicina Mole- ridotto, da un elevato tasso di endogamia (matrimoni all’interno colare (CBM) CBM - società consortile pubblico privata - nasce con la del paese) e da scarsa emigrazione e immigrazione, gli isolati missione di agire da ponte tra ricerca pubblica e impre- geografici sono un background genetico abbastanza uniforme. sa in un settore estremamente importante quale quello I risultati che saranno ottenuti aiuteranno la ricerca sulle basi della “medicina personalizzata”. Coordina il Distretto molecolari delle malattie multifattoriali e incrementeranno la Tecnologico di Biomedicina Molecolare del Friuli Venezia comprensione dei meccanismi eziopatogenetici di comuni pato- Giulia, costituito nel 2004 tramite un Accordo di Program- logie, quali diabete, infarto, osteoporosi. ma sottoscritto e finanziato dal Ministero dell’Istruzione, “L’arma in più dello studio realizzato dal CBM – sottolinea Paolo dell’Università e della Ricerca e dalla Regione Autonoma Gasparini, coordinatore scientifico del Centro - è la straordina- Friuli Venezia Giulia. ria capacità di analisi dei dati raccolti, grazie alle piattaforme di bioinformatica e di genomica in dotazione ai suoi laboratori. Con sede a Trieste presso AREA Science Park, e con la- boratori operativi nei principali poli scientifici della regio- ne, CBM mette in rete enti scientifici, aziende, istituzio- ni di governo, agenzie di sviluppo e finanziarie, al fine di stimolare e accelerare quel processo che trasforma un’ “idea scientifica” in “prodotto” (farmaco, nuova tera- pia, nuovo sistema diagnostico). L’attività del CBM si incentra sulle biotecnologie appli- cate alla medicina, con un focus strategico su genomica, bio-nanotecnologie, imaging molecolare e bioinforma- tica. CBM promuove attività di ricerca e sviluppo volte alla comprensione dei meccanismi molecolari alla base delle malattie, all’individuazione di tecniche di diagnosi precoce e allo sviluppo di terapie mirate e meno invasive, nei settori della oncologia molecolare, cardiologia vasco- lare, epatologia, malattie neurodegenerative e medicina rigenerativa. I laboratori CBM, operativi all’AREA Science Park di Trieste e nei principali poli scientifici della regio- ne, sono piattaforme tecnologiche attrezzate con stru- mentazione d’eccellenza, progettati per un uso comune e utilizzati in modo condiviso da enti, imprese e gruppi di ricerca interdisciplinari interni ed esterni al CBM. low migration, are a quite uniform gene- na and Affymetrix), which enable many search institutions from Alto Adige, Pie- tic background. studies based on DNA analysis to be dmont, Veneto, Lombardy, Campania The results obtained from this study performed: from single base to groups and Apulia, and will co-operate closely will contribute to investigations on mo- of bases and entire regions of chromo- with researchers from Slovenia, who lecular bases of multifactorial diseases somes, very low numbers of samples are promoting a similar initiative in the and will increase our understanding of and/or genotypes, very complicated Selska valley, Julian Alps. etiopathogenetic mechanisms of wide- DNA analyses and identification of di- spread diseases such as diabetes, in- sease genes or susceptibility genes for Consortium for the Centre farction, osteoporosis. some diseases. for Molecular Biomedicine “The winning factor of the study per- The impact of these services is further (CBM) formed by CBM,” says Paolo Gasparini, strengthened by the presence within CBM – a public-private consortium – was Scientific Co-ordinator of the Centre, CBM of important bioinformatics re- set up with the mission to act as a bridge “is its extraordinary capacity to analyse sources that can offer a unique contri- between public research and industry data thanks to the bioinformatics and bution to genomic data analysis, test in a very important field: “customised genomics platforms of its laboratories. design and analysis on custom microar- medicine”. Set up in synergy and co-operation with rays (Combimatrix technology), ad hoc It co-ordinates the Technological Di- IRCCS Burlo Garofolo in Trieste, this is complex data integration and analysis strict of Molecular Biomedicine of Friuli the first Italian genotyping service (one solutions and research projects in the Venezia Giulia, which was established in of the very few in Europe), recognised field of functional and comparative ge- 2004 according to a Programme Agree- by Telethon as a national reference ser- nomics. ment entered into and funded by the vice”. The Genetic Park of Friuli Venezia Giulia Ministry of Education, University and The equipment comprises three techno- belongs to the Italian network of “ge- Research and the Autonomous Friuli logical platforms (ABI-Taqman, Illumi- netic isolates”, which also includes re- Venezia Giulia Region. 3 Numero 38
  5. 5. Realizzato in sinergia e in accordo con l’IRCCS Burlo Garofolo di gettazione e analisi di test su microarray custom (su tecnologia Trieste, si tratta del primo Servizio di genotipizzazione italiano (e Combimatrix) e per soluzioni ad hoc di integrazione e analisi di tra i pochissimi in Europa), riconosciuto da Telethon come servizio dati complessi e per progetti di ricerca nell’ambito della genomi- nazionale di riferimento”. ca funzionale e comparata. La dotazione consiste in tre piattaforme tecnologiche (ABI-Taq- Il Parco genetico del Friuli Venezia Giulia si inserisce nel network man, Illumina e Affymetrix), che permettono di effettuare nume- italiano di “isolati genetici”, cui partecipano istituti di ricerca rosi studi inerenti l’analisi del DNA: dalla singola base a gruppi dell’Alto Adige, del Piemonte, Veneto, Lombardia, Campania e di basi, a intere regioni cromosomiche, numeri di campioni e/o Puglia, creando anche una stretta collaborazione con ricercatori di genotipi molto bassi, analisi del DNA molto complesse e indi- della Slovenia, che stanno promuovendo un’iniziativa analoga viduazione di geni malattia, o di geni di suscettibilità per alcune nella Valle Selska, nelle Alpi Giulie. patologie. L’impatto di questi servizi è ulteriormente rafforzato dalla presen- Riferimento / Contact za nel CBM di importanti risorse bioinformatiche, che possono offrire un contributo unico nell’analisi di dati genomici, nella pro- Paolo Gasparini CBM tel. +39 040 3757703 paolo.gasparini@cbm.fvg.it Based in Trieste at the AREA Science Park campus and with laboratories ope- rating at the main scientific poles of the region, CBM networks scientific insti- tutions, companies, governmental bo- CBM laboratories, which operate at the dies, as well as development and finance AREA Science Park campus in Trieste agencies, in order to stimulate and acce- and at the main scientific poles of the re- lerate the process that can turn a “scien- gion, are technological platforms equip- tific idea” into a “product” (drug, new ped with excellent instrumentation, de- treatment, new diagnostic system). signed for shared applications and used CBM deals mainly with biotechnologies by institutions, companies and interdi- applied to medicine with a strategic focus sciplinary research groups from both on genomics, bio-nanotechnologies, mo- inside and outside CBM. lecular imaging and bioinformatics. CBM promotes research and development activities aimed at understanding mo- lecular mechanisms that are at the basis of diseases, identifying early diagnosis techniques and developing targeted and less invasive treatments in the field of molecular oncology, vascular cardiology, hepatology, neurodegenerative diseases and regenerative medicine. 4 Agosto 2008
  6. 6. Scienza & dintorni Lampi brevissimi di una luce 100 miliardi di miliardi di volte più brillante di quella del sole, in grado di “filmare” l’evoluzione dinamica della materia. Non è fantascienza: è il progetto FERMI@Elettra. Scienza & dintorni LA SCIENZA ULTRAVELOCE C ome si trasmette l’energia da un atomo all’altro? Che all’interno dei materiali – hanno spinto l’analisi strutturale alla cosa succede durante una reazione chimica, nel momen- sua massima efficacia e promettono ancora nuove numerose pro- to esatto in cui si rompe un legame? E poi, quando se spettive. Non esauriscono però, da sole, tutti gli interrogativi degli ne forma uno nuovo? Come osservare – in tempo reale – le fasi scienziati sui processi chimici, fisici e biologici. che permettono alla molecola di un farmaco di attaccarsi al suo “Questi processi – spiega Fulvio Parmigiani, responsabile scien- recettore proteico? O seguire passo dopo passo le transizioni di tifico del nuovo progetto FERMI@Elettra – sono intrinsecamente un canale ionico al lavoro nella membrana cellulare? dinamici, perché legati alla struttura atomica ed elettronica della Molte domande come queste, sulla natura dinamica della mate- materia che evolve nel tempo”. “Le scale temporali caratteristiche ria, fino ad oggi sono rimaste senza risposta. Mancava infatti uno – continua – vanno da pochi femtosecondi, nel caso dei processi strumento abbastanza potente e veloce da catturare trasformazio- elettronici, fino a poche decine o centinaia di femtosecondi, nel ni di durata tanto breve, quanto è breve l’oscillazione di un atomo caso di processi atomici e molecolari. Altri fenomeni che control- all’interno di una molecola. Siamo nell’ordine del femtosecondo, lano il comportamento di sistemi critici possono avere una durata un milionesimo di miliardesimo di secondo, o – se si preferisce maggiore, da pochi picosecondi (millesimi di miliardesimo di se- – 0.000000000000001 secondi. Un tempo che sta ad un secondo condo) fino a poche centinaia di picosecondi, o anche più. Questi quanto un secondo sta a 32 milioni di anni. includono fenomeni prodotti da transizioni di fase, come i processi Dopo il viaggio nell’infinitamente piccolo, che ha dominato la legati all’ordinamento magnetico o alla superconduttività. La pos- scienza della materia nel secolo appena trascorso, la nuova sfi- sibilità di misurare questi processi nelle relative scale temporali da punta allora all’infinitamente veloce. Da quando, nel 1895, aprirà analisi e prospettive completamente nuove. In particola- Röngten superava le barriere dell’occhio umano con la scoperta re, l’osservazione diretta dei processi elettronici, delle dinamiche dei raggi X e la prima radiografia, l’osservazione della materia si strutturali e di fenomeni dinamici critici come la transizione di è spinta sempre più in là, fino a raggiungere la risoluzione del fase, rappresentano paesaggi inesplorati nello studio della fisica nanometro (la milionesima parte di 1 millimetro). Le sorgenti di della materia condensata”. terza generazione come il Laboratorio Elettra – macchine che Proprio per rispondere a queste nuove esigenze sta nascendo forniscono una luce di straordinaria intensità con cui “guardare” il Laser a elettroni liberi FERMI@Elettra. Sarà una sorgente di Science radiography, the observation of matter has continued to go further, reaching Ultrafast science nanometer resolution (one millionth of a millimetre). Third generation sources such as the Elettra Laboratory – ma- chines that provide an extraordinarily So far, these questions and many others intense light to “look” inside materials Very short light flashes 100 on the dynamic nature of matter have – have brought structural analysis to its billions of billion times brighter remained unresolved. We lacked tools most effective level and still offer many than the sun can “shoot” the powerful and fast enough to capture promising perspectives. However, these dynamic evolution of matter. This transformations as short as the oscilla- sources alone do not solve all the que- is not science fiction: this is the tion of an atom within a molecule. We stions of scientists on chemical, physical FERMI@Elettra project. are talking about a femtosecond, one and biological processes. quadrillionth of a second, or – if you like “These processes,” says Fulvio Parmi- How is energy transmitted from atom to – 0.000000000000001 seconds. A length giani, Scientific Manager of the new FER- atom? What happens during a chemical of time that is to one second as one se- MI@Elettra project, “are inherently dy- reaction right at the very moment when cond is to 32 million years. namic because they are connected with a bond is broken? When is a new bond After the journey in the infinitely small, the atomic and electronic structures of established? How to observe in real time which dominated science in the last cen- matter, which evolve over time. Typical the steps that enable a drug molecule to tury, now the new challenge is the infi- time scales range from few femtosecon- bind to its protein receptor? How to fol- nitely fast. Since 1895, when Röntgen ds in the case of electronic processes to low step by step the transitions in an ion broke the barriers of the human eye few tens or hundreds of femtoseconds channel at work in a cell wall? with the discovery of X rays and the first for atomic and molecular processes. 5 Numero 38
  7. 7. FERMI@Elettra - Simulazione (Arsenal) quarta generazione – operativa nel 2009 di fianco all’anello del prodotti avranno frequenza variabile dall’ultravioletto ai raggi X sincrotrone triestino – capace di emettere flash di luce ultrabrevi “soffici” (cioè con lunghezze d’onda comprese fra 100 e 10 nano- (della durata appunto di qualche decina di femtosecondi) e ul- metri) e saranno dotati di eccezionale coerenza, quella proprietà trabrillanti (fino a 100 miliardi di miliardi di volte più del sole), che distingue la luce collimata di un laser dalla luce diffusa di con cui immortalare con incredibile precisione fasi istantanee di una lampadina e che è dovuta al procedere sincrono dei fotoni una reazione chimica o stati transitori della materia. Gli impulsi di luce, come fossero sciatori che scendono in parallelo lungo le Other phenomena that control the beha- ultra-short (few tens of femtosecon- talyser action. To take a snapshot of viour of critical systems may last longer, ds) and ultra-bright (up to 100 billions the object at the right time, they will be from few picoseconds (one trillionth of a of billion times brighter than the sun) able to rely on the so-called “pump and second) to few hundreds of picoseconds light flashes to take incredibly preci- probe” technology: a first flash (pump) or more. They include phenomena pro- se snapshots of any chemical reaction that illuminates the sample supplies duced by phase transitions, such as the of transient states of matter. The pul- the energy required to start a reaction processes associated with magnetic or- ses produced by this source will have and is then followed by a second pulse der or superconductivity. The possibility a frequency ranging from ultraviolet (probe), which takes a picture of the of measuring these processes in their to “soft” X rays (i.e. with wavelengths state of the process in a precise mo- time scales will offer completely new from 100 to 10 nanometers) and will ment. The extraordinary photon densi- analytical opportunities and perspecti- be provided with an exceptional cohe- ty directed to a sample will also make it ves. In particular, direct observation of rence, the property that distinguishes possible to excite the atoms of a mate- electronic processes, structural dyna- the collimated light of a laser from the rial and to make them reach pressure mics and critical dynamic phenomena scattered light of a lamp and that resul- and temperature values that otherwise such as phase transitions may lead to ts from the synchronous advancement would be unachievable. In this way, for unexplored horizons in the study of con- of light photons, which move in parallel instance, we shall reproduce conditions densed matter physics”. like skiers down a mountain slope. similar to those present in the nucleus The FERMI@Elettra Free Electron La- Thanks to this technology, researchers of planets and give substantial contri- ser has been created to meet these will be able to take a sequence of snap- butions to investigations on geological emerging needs. It will be a fourth ge- shots from which, in turn, a true “mo- and extraterrestrial materials. neration source that will start operation vie” of the phenomenon underway will The new laboratory will supplement in 2009 beside the synchrotron circular be shot: from heat wave propagation and extend the research fields and te- track in Trieste and will be able to emit to biological membrane growth or ca- chnological offer of the Trieste-based 6 Agosto 2008
  8. 8. Scienza & dintorni FERMI@Elettra: Come funzionerà La nuova sorgente di luce affiancherà il Laboratorio Elettra e sarà costruita estendendo e potenziando l’acceleratore lineare che, fino allo scorso ottobre 2007, era parte integrante del Laboratorio Elettra. Nel lungo “tunnel” (290 metri) di FERMI@Elettra, “pacchetti” di elettroni, accelerati ad una velocità prossima a quella della luce, attraverseranno una sequenza di dispositivi magnetici che li costringeranno a seguire un percorso ondulatorio. Le continue deviazioni dalla traiettoria rettilinea, stimoleranno gli elettroni all’emissione di onde elettromagnetiche: luce. L’unicità del processo FEL nascerà a questo punto: le onde emesse interagiranno con gli stessi elettroni, modulandone la distribuzione e forzandoli a produrre nuove onde elettromagnetiche in oscillazione armonica con le prime, come corde di uno strumento musicale che entrano in risonanza. Alla fine del percorso, lasciato il campo magnetico, i cortissimi pacchetti di elettroni avranno prodotto – in un continuo gioco che si autoalimenta – impulsi di luce estremamente brevi e intensi, in cui fino a 100 mila miliardi di fotoni saranno concentrati nello spessore di un ago. pendici di una montagna. probe”: un primo flash (pump) che illumina il campione fornisce Con questa tecnologia, i ricercatori potranno scattare una serie l’energia necessaria per avviare una reazione ed è poi seguito da di istantanee in sequenza, da cui ottenere poi, per la prima volta, un secondo impulso (probe), che fotografa lo stato del processo un vero film del fenomeno in atto: dalla propagazione di un’onda in un preciso momento. L’eccezionale densità fotonica diretta su di calore alla crescita di una membrana biologica, fino all’azione un campione, permetterà anche di eccitare gli atomi di un ma- di un catalizzatore. Per immortalare l’oggetto al momento op- teriale, portandoli a regimi di pressione e temperatura altrimenti portuno, potranno avvalersi di una tecnologia detta “pump and irrealizzabili. Si potranno così ricreare, per esempio, condizioni centre run by Sincrotrone Trieste: si- will deal with the analysis of low-den- paying special attention to the deve- milarly to Elettra, FERMI will also be an sity materials such as gases and free lopment of a shared space for resear- open access facility, i.e. open to resear- radicals.” ch, Sincrotrone Trieste has also put chers from the international community The FERMI@Elettra project, worth 124 forward the proposal to regulate the according to the value of their scientific million euros, is supported by the Italian design of European fourth generation proposals. Since the beginning, FER- government, the Friuli Venezia Giulia light sources in a co-ordinated manner. MI@Elettra was designed as a facility to Region, the European Union and a loan In 2006, this initiative led to the setting serve research and researchers. “That from the European Investment Bank. up of a consortium largely supported is why,” says Carlo Rizzuto, President Led by a researcher from the Ameri- by the European Union. IRUVX – this is of Sincrotrone Trieste, “we involved can laboratory in Argonne, Stephen the name of the consortium – aims at a the community of users of synchrotron Milton, the project launched by Sincro- full integration of the various facilities light and laser light sources in order to trone Trieste has also leveraged on the in order to globally cover different and define the goals to be achieved and the knowledge contributed by prestigious complementary parameters. What is characteristics of the new laboratory. institutions and universities: from the the goal? Extending as much as possi- In this way, we identified three main EUROFEL network, which gathers many ble the use of free electron laser light to experimental lines. The first – micro- organisations for the development of new research fields. scopy – will be devoted to the acquisi- a future generation of European free tion of 2-D and 3-D images, especially electron laser sources to Lawrence Be- from biological and chemical samples. rkeley National Laboratory, Massachu- FERMI@Elettra: The second will investigate transforma- setts Institute of Technology in Boston How Does it Work? tion and perturbation dynamics in liquid and Linear Accelerator Centre in Stan- The new light source will supplement the and fluid systems, glass, polymers and ford. ELETTRA Laboratory and will be built by surfaces in general. Finally, the third Along these lines of co-operation and extending and reinforcing the linear ac- 7 Numero 38
  9. 9. simili a quelle presenti nel nucleo dei pianeti, per fornire con- ristiche del nuovo Laboratorio. Siamo arrivati così a definire tre tributi sostanziali alle indagini sui materiali geologici e su quelli principali linee sperimentali. Una prima, detta di microscopia, extra-terrestri. sarà dedicata all’acquisizione di immagini bi e tridimensionali, Il nuovo Laboratorio integrerà e amplierà gli ambiti di ricerca e soprattutto di campioni biologici e chimici. Una seconda pren- l’offerta tecnologica del centro triestino gestito da Sincrotrone derà in esame le dinamiche di trasformazione e perturbazione Trieste: come Elettra, anche FERMI sarà una struttura open ac- in sistemi liquidi e fluidi, vetri, polimeri e superfici in genere. cess, aperta cioè ai ricercatori della comunità internazionale, in Una terza, infine, riguarderà l’analisi di materiali a bassa densità, base al valore della loro proposta scientifica. Fin dall’inizio FER- come gas e radicali liberi”. Il progetto FERMI@Elettra, da 124 milioni di euro, è sostenuto dallo Stato Italiano, dalla Regione Friuli Venezia Giulia, dall’Unio- ne Europea e da un prestito della Banca Europea per gli investi- menti. Affidato alla direzione di un ricercatore proveniente dal Laboratorio americano di Argonne, Stephen Milton, il progetto di Sincrotrone Trieste si è anche avvalso del contributo di co- noscenza di prestigiosi istituti e università: dalla rete EUROFEL, che raccoglie numerose organizzazioni per lo sviluppo di una futura generazione di sorgenti laser a elettroni liberi europee, al Lawrence Berkeley National Laboratory, fino al Massachussets Institute of Technology di Boston e al Linear Accelerator Center di Stanford. In quest’ottica di collaborazione e con particolare attenzione allo sviluppo di uno spazio comune della ricerca, Sincrotrone Trieste ha avviato anche la proposta di regolare la progettazione delle sorgenti di luce di IV generazione europee in modo coordinato. L’iniziativa ha portato nel 2006 alla formazione di un consorzio fortemente sostenuto dall’Unione Europea. IRUVX – questo il suo nome – punta ad una piena integrazione fra le diverse strut- ture, per arrivare a coprire, nel complesso, parametri differenti e complementari. L’obiettivo? Estendere l’uso della luce dei laser ad elettroni liberi ad ambiti di ricerca il più possibile estesi. Laura Bibi Palatini MI@Elettra è stato pensato come struttura a servizio della ricerca e dei ricercatori. “Per questo motivo – spiega Carlo Rizzuto, pre- sidente di Sincrotrone Trieste – abbiamo coinvolto la comunità degli utenti, che utilizzano le sorgenti di luce di sincrotrone e di Riferimento / Contact luce laser , nel definire gli obiettivi da raggiungere e le caratte- Laura Bibi Palatini Sincrotrone Trieste tel. +39 040 3758493 bibi.palatini@elettra.trieste.it celerator that, until October 2007, was an integral part of the Elettra Laboratory. In the long “tunnel” (290 metres) of FER- MI@ELETTRA, “packages” of electrons, accelerated at a speed close to that of photons will be concentrated in the thi- light, will cross a sequence of magnetic ckness of a needle. devices that will force them to follow a wave path. Continuous departures from the straight line will stimulate electrons to emit electromagnetic waves: light. At this point, the FEL process will beco- me unique: emitted waves will interact with the same electrons, modulate their distribution and force them to produce new electromagnetic waves in harmo- nic oscillation with the first ones, like strings resonating on a instrument. At the end of the path, after leaving the magnetic field, very short packages of electrons will have produced – in a continuously self-alimenting interac- tion – extremely short and intense light pulses, where up to 100 thousand billion 8 Agosto 2008
  10. 10. Scienza & dintorni ICGEB: dal gruppo di Batteriologia di Vittorio Venturi nuove scoperte sul rapporto che si instaura tra le piante di riso e i batteri che le infestano, alcuni dei quali sono anche patogeni per l’uomo. BRACCIO DI FERRO TRA RISO E BATTERI “U no lavora e nove mangiano riso”. Questo pro- verbio orientale condensa in poche parole l’im- portanza che il riso (Oryza sativa) riveste per il 50 per cento circa della popolazione mondiale, permettendo di sfamare più persone con la fatica di una. Come tutte le colture, anche il riso è soggetto alle aggressioni da parte di organismi viventi (parassiti, funghi ma anche microrganismi). Fra questi, diverse specie di batteri possono provocare danni gravi alle radici o all’apparato fogliare – e quindi ai chicchi – con conseguenze economiche facilmente intuibili, soprat- tutto nei Paesi che del riso hanno fatto la base della propria alimentazione. Da qui il recente interesse del Centro di Inge- gneria Genetica e Biotecnologie di Trieste, e in particolare del gruppo di Batteriologia guidato da Vittorio Venturi, per i meccanismi che portano diversi microrganismi batterici a colonizzare le piante di riso. Da due anni a questa parte, infatti, Venturi e collaboratori hanno iniziato una serie di esperimenti che mirano a capire quale genere di relazione si instaura fra il riso e i suoi ospiti, tanto nel caso di microrganismi benefici che, ovviamente, di quelli patogeni. Le ricerche si svolgono in maniera coordina- ta fra il centro di Ca’ Tron e la sede di Trieste. A Ca’ Tron, in provincia di Treviso, le piantine di riso vengono coltivate in ambiente protetto a partire da chicchi sterilizzati, sono suc- Science both beneficial and, of course, pathoge- nic micro-organisms. These studies are Trial of strength between co-ordinated between the centre based rice and bacteria in Ca’ Tron and the facilities in Trieste. At the Ca’ Tron centre, in the province of Treviso, rice plants are grown in a con- ICGEB: new discoveries from various species of bacteria can cause trolled environment starting from steri- serious damage to roots or leaves – and lised grains, which are then infected with the Bacteriology Group led therefore to grains, with an economic different strains of bacteria in order to by Vittorio Venturi on the impact that can easily be imaged, espe- assess their pathogenicity (i.e. the abi- relationship between rice plants cially in the countries whose diet is ba- lity of bacteria to cause major or minor and their infesting bacteria, some sed on rice. That is why the Internatio- damage). When this assessment is com- of which are also pathogenic for nal Centre for Genetic Engineering and pleted, research activities continue in human beings. Biotechnology (ICGEB) of Trieste, and Trieste, where Venturi’s team performs especially the Bacteriology Group led by genetic and molecular biological investi- “One works and nine eat rice.” This Chi- Vittorio Venturi, have recently launched gations on bacteria. nese saying summarises in a few words research on the mechanisms that induce “The first year of research, explains the importance of rice (Oryza sativa) for various bacterial micro-organisms to co- Venturi, was devoted to the collection about 50 percent of the world population: lonise rice plants. of bacteria isolated from rice cultivars it feeds several persons with the effort For two years Venturi and his team have from India, Japan, South America and of just one. Like all crops, rice is attacked been performing a series of experiments Africa. We selected the most pathogenic by living organisms (parasites, fungi, but aimed at understanding the relationship ones and identified those that, among also micro-organisms). Among them, between rice and its parasites in case of them, remained stable in culture”. This 9 Numero 38
  11. 11. cessivamente infettate con ceppi diversi di batteri, dei quali viene La comunicazione interbatterica fa parte di un filone di ricerca poi valutata la patogenicità (cioè la capacità del batterio di cau- specifico del quale Venturi si è fatto pioniere in Italia: il cosiddet- sare danni maggiori o minori). Terminata questa fase, le ricerche to Quorum Sensing, vero e proprio linguaggio a base di molecole proseguono a Trieste, dove il team di Venturi compie indagini di del quale i batteri si servono per comunicare fra loro e capire in genetica e di biologia molecolare dei batteri. che condizioni si trovi la colonia. “Il meccanismo del QS è sem- “Il primo anno di ricerche – spiega Venturi – è stato dedicato alla plice. Quando una colonia batterica aggredisce una pianta ed è raccolta di batteri isolati da cultivar di riso provenienti da India, ancora relativamente poco numerosa – chiarisce lo scienziato Giappone, Sud America, Africa. Abbiamo selezionato i più pato- – deve cercare di non dare nell’occhio per evitare che la pianta si geni e determinato chi, fra essi, si manteneva stabile in coltura”. difenda producendo sostanze tossiche. Solo quando i batteri di- Questo aspetto non è di secondaria importanza: le condizioni arti- ventano numericamente abbondanti possono cercare di sferrare ficiali che si trovano in un laboratorio possono alterare il genoma un attacco in piena regola. Ma come fanno a sapere quando è di un batterio, facendogli acquisire o perdere quelle caratteristi- giunto il momento opportuno? Usano il linguaggio delle moleco- che per le quali era risultato interessante in natura. “Poi abbiamo le, cioè calcolano la concentrazione di particolari segnali chimi- iniziato la fase di crescita e infezione delle piantine. Già dai primi ci: se alla conta delle molecole risulta che queste superano una esperimenti sono emersi dati interessanti relativi alla comunica- data soglia, vuol dire che la colonia è cresciuta a sufficienza e zione che si instaura fra i batteri infestanti e che, in determinate che potrebbe avere la meglio sul suo ospite”. condizioni, permette loro di sopraffare la pianta parassitata”. Che cosa c’entra il Quorum Sensing con il riso? Tra i batteri no- aspect is not of minor importance: the attempt not to be noticed so as to pre- artificial conditions in a laboratory can vent the plant from defending itself by alter a bacterium genome and make it producing toxic substances. Only when acquire or lose the characteristics for bacteria are numerously abundant, can which it was considered interesting in they try to launch their real attack. But nature. “Then, we grew and infected our how do they know when it is the right plants. Already the first experiments time to launch it? They use the langua- have borne interesting results with refe- ge of molecules, which means that they rence to the communication between in- determine the concentration of special festing bacteria that, in some conditions, chemical signals: if, at counting, some enables them to overwhelm the infected molecules exceed a given threshold, plant.” then the colony has grown enough and Interbacterial communication falls can overwhelm the plant.” within a special research field pioneered What has quorum sensing to do with by Venturi in Italy: it is the so-called quo- rice? Among the bacteria harmful for rum sensing, a true language based on Oryza, on which the team led by Ventu- molecules used by bacteria to commu- ri is performing special investigations, nicate between one another and under- one is pathogenic for human beings: it stand the status of their colony. “The QS is called Burkholderia glumae. In rice mechanism is simple. When a bacterial plants, it causes root and grain rot, whe- colony attacks a plant and is still relati- reas in human beings, but only in those vely limited in terms of number of units, suffering from cystic fibrosis or chronic explains the researcher, it must make an granulomatous disease (two genetic 10 Agosto 2008
  12. 12. Scienza & dintorni civi per Oryza, su cui il gruppo di Venturi sta effettuando indagini cistica, per esempio, si è rivelato capace di provocare gravi dan- specifiche, ce n’è uno che risulta patogeno per l’uomo: si tratta ni a piantine di riso in coltura. Mentre focolai epidemici di B. di Burkholderia glumae. Nel riso provoca il marciume delle radici glumae verificatisi di recente (ma anche nel ’95 e ’98) tengono e dei semi, mentre nell’essere umano, ma solo in persone con periodicamente in ostaggio i coltivatori nelle Filippine e nel Nord Fibrosi Cistica o Malattia Granulomatosa Cronica (due malattie e Sud America, devastando più del 50 per cento dei raccolti nei genetiche), aggrava sintomi già presenti comportandosi da pato- periodi di maggiore virulenza. geno opportunista. Un ceppo isolato da un bambino con fibrosi La patogenicità di Burkholderia glumae – come hanno scoperto Il riso abbonda... Oryza sativa è una pianta erbacea annuale della famiglia delle Graminacee, di antichissime origini: si coltivava in Asia già nel VI millennio a.C. e attualmente rappresenta l’alimento più consumato sulla faccia della Terra. Ogni anno se ne producono quasi 600 milioni di tonnellate. Le piantagioni di riso coprono una superficie di 155 milioni di ettari, e sono distribuite in 113 Paesi diversi e in tutti i continenti (tranne che in Antartide). L’Italia, con un consumo pro capite di 5 kg/anno - decisamente pochi se paragonati ai 170 consumati da un laotiano, o ai 103 di un cinese - è tra i maggiori produttori nell’ambito UE: dai 200.000 ettari attualmente coltivati a riso, per lo più nella regione di Novara, Vercelli e Pavia, si ricava un milione e 200.000 tonnellate del prezioso cereale. diseases), it makes existing symptoms adds Venturi, was very exciting because invest in this project, which is extremely worse by behaving like an opportunistic (although we have just started to study interesting at world level, but relatively pathogen. For instance, a strain isolated this phenomenon) lipase can be regar- marginal in the Italian context. “Moreo- from a child with cystic fibrosis showed ded as a therapeutic target for both rice ver, we should thank Joseph Bigirima- the ability to provoke serious damage and, maybe, the human being.” na, a researcher from Burundi, who has to rice plants grown in culture, whereas However, rice-bacteria communication recently returned to his homeland after outbreaks of B. glumae (like the recent is not unilateral: plants can also interact spending one year in our laboratories. To ones, after those that occurred in 1995 with their parasites, especially when us, his knowledge of rice was very valua- and 1998) periodically bring Philippine, they “understand” that such parasites ble. In turn, he has taken to Burundi the South American and North American are beneficial. “This ‘reverse of the coin’ expertise acquired in Italy and now, after growers to their knees by devastating is extremely important. However, pre- succeeding in making Burundi an affilia- more than 50 percent of crops during hi- sently, we do not know very much about ted member of ICGEB, he is preparing a gher virulence periods. it,” says Venturi. “There is no doubt that research program on rice grown at high The pathogenicity of Burkholderia glu- plants can perceive whether their infec- altitude (in fact, most of the Burundian mae, as discovered by the researcher at ting bacteria are beneficial by producing, territory is more than 1,000 m above sea ICGEB, depends upon the production of in turn, signal molecules. However, there level). It will be very interesting to see a special molecule called lipase, which is still a lot to be discovered in this field.” which diseases, if any, will affect rice is regulated by quorum sensing mecha- In addition to ICGEB, two sponsors were there. Of course, by studying the quorum nisms. This is the molecule “counted” by essential to start and support investi- sensing of African bacteria.” bacteria before coming out in the open. gations in this field, concludes Venturi: Without this molecule, they would lose Fondazione Cassa Marca and Fondazio- their ability to damage rice. “The disco- ne Italiana sulla Fibrosi Cistica. Without very of the crucial role played by lipase, them, it would have been impossible to 11 Numero 38
  13. 13. i ricercatori dell’ICGEB – dipende dalla produzione di una parti- colare molecola chiamata lipasi, la quale è regolata da mecca- nismi di Quorum Sensing. Si tratta della molecola che i batteri Carta di identità Dodici cromosomi e circa “contano” prima di uscire allo scoperto. Senza di essa, questi mi- 430 milioni di basi, con un crorganismi perdono la capacità di danneggiare il riso. “Scoprire numero stimato di geni il ruolo fondamentale della lipasi – commenta Venturi – è stato compreso fra i 32.000 e molto elettrizzante, perché ci permette di considerare (anche se i 50.000: dunque, più di le ricerche sono agli inizi) la lipasi come un bersaglio terapeutico quelli dell’uomo. Que- sia per il riso, che – forse – anche per l’uomo”. sta l’istantanea del ge- La comunicazione riso batteri, però, non si svolge a senso unico: noma del riso, scattata anche la pianta sa interagire con gli ospiti, soprattutto se “capi- nell’ormai lontano 2002 sce” che possono risultargli benefici. “Questo ‘rovescio della me- dall’azienda svizzera Syn- daglia’ è estremamente importante, ma al momento ne sappiamo genta e dall’Istituto per ancora poco” dice Venturi. “Non c’è dubbio che il vegetale riesce la genomica di Pechino, a percepire se il batterio che ospita può sortire effetti benefici, primi due colossi del bio- producendo a sua volta molecole segnale. Qui, però, il campo è tech ad aver sequenziato ancora tutto da scoprire”. e pubblicato su Science Fondamentale per l’avvio delle ricerche, precisa ancora Venturi, il genoma di Oryza sativa. è stato l’ICGEB e anche il supporto di due sponsor: la Fondazione Battuti sul filo di lana altri due concorrenti: il Progetto Interna- Cassa Marca e la Fondazione Italiana sulla Fibrosi Cistica, senza zionale per il Sequenziamento del Genoma del Riso (IRGSP) e il le quali non sarebbe stato possibile investire in un progetto così Centro nazionale per la genetica di Shanghai. fondamentale a livello mondiale, ma relativamente di nicchia se Due le sottospecie principali studiate dai ricercatori (ma molte rapportato alla realtà italiana. “Importante è stata anche la pre- migliaia le sottovarietà coltivate sulla Terra): la japonica (se- senza di Joseph Bigirimana, ricercatore del Burundi, che ha fatto quenziata dalla Syngenta), dal chicco tondeggiante e molto da poco rientro in patria dopo aver trascorso un anno nei nostri usata in Italia, e l’indica, più affusolata, diffusa soprattutto in laboratori. La sua esperienza sul riso è stata per noi assai prezio- Oriente, studiata a Pechino. sa. Lui, viceversa, ha portato in patria le conoscenze acquisite in Singolare il fatto che il genoma del riso contiene praticamente Italia e ora, dopo essere riuscito a rendere il Burundi un membro gli stessi geni presenti in orzo, mais, grano e altri cereali (l’omo- affiliato ICGEB, sta allestendo un programma di ricerche sul riso logia arriva al 98%), ma che il suo genoma è cinque volte più che viene coltivato in alta quota (gran parte del Burundi, infatti, piccolo di quello del grano. è a oltre 1000 mt s.l.m.). Qui sarà interessante vedere se e quali malattie affliggeranno il riso. Naturalmente studiando il Quorum Sensing dei batteri africani”. Cristina Serra Riferimento / Contact Vittorio Venturi ICGEB tel. +39 040 37571 venturi@icgeb.org Plenty of rice… Identity card Oryza sativa is an annual grass of the Twelve chromosomes and about 430 Gramineae family. It is very ancient: it million bases with an estimated amount was grown in Asia in the sixth millennium of genes comprised between 32,000 B.C. and currently represents the most and 50,000: more than those recorded which is mostly widespread in the East consumed food on Earth. Almost 600 for human beings. This is the snapshot and studied in Beijing. million tons are produced every year. of the rice genome taken in 2002 by the It is interesting to notice that, in prac- Rice plantations cover a surface of 155 Swiss company Syngenta and the Beijing tice, the rice genome contains the same million hectares spread over 113 diffe- Genomics Institute, the first two biote- genes as barley, maize, wheat and rent countries on all continents (except ch giants that sequenced and published other cereal grains (homology reaches Antarctica). Italy, with a consumption the genome of Oryza sativa on Science. 98%), but is 5 times smaller than that of per head of 5 kg/year – which is very Two competitors were beaten at the wheat. low compared to the 170 kg consumed very last second: the International Rice in Laos or 103 kg consumed in China – is Genome Sequencing Project (IRGSP) one of the major producers at Commu- and the National Centre for Genetics of nity level: 200,000 hectares presently Shanghai. devoted to rice, mostly in the regions of Researchers studied two main subspe- Novara, Vercelli and Pavia, give a yield cies (although the subvarieties grown on of 1,200,000 tons of this precious cereal Earth are several thousands): japonica grain. (sequenced by Syngenta), with rounded grains, which is very popular in Italy, and indica, with more tapered grains, 12 Agosto 2008
  14. 14. Scienza & dintorni Il doping nello sport procede al passo con la scienza. Ma uno studio dell’ICGEB, commissionato dalla WADA, cerca di giocare d’anticipo su una nuova frontiera: il doping genetico. L’ANTIDOPING GENETICO N el terzo millennio, anche le tecniche dopanti sviluppa- te in campo sportivo sono sempre più innovative, ar- rivando ad integrarsi con la genetica. L’ultimo Tour de France ha fatto clamorosa- mente tornare alla ribalta il doping, le cui nuove frontie- re sono rappresentate dal doping genetico. La WADA (World Anti-do- ping Agency), l’Agenzia mondiale antidoping, a par- tire da quest’anno ha inseri- to nella lista delle sostanze e metodi proibiti anche gli inibitori della miostatina e gli agenti che ne modificano le funzioni, tra i quali il Repoxygen, primo pro- dotto del doping genetico entrato nella storia dello sport. Per far fronte a questi nuovi scenari, la WADA ha deciso di finanziare la ricerca dei metodi che smascherino il doping genetico. Il Laboratorio di Medicina Molecolare dell’ICGEB (Centro Interna- zionale di Ingegneria genetica e Biotecnologie) di Trieste, diretto Science by gene therapy. The laboratory modified a small virus Genetic anti-doping named AAV and uses it as a carrier for a series of genes that stimulate the for- mation of new capillaries and arteries. The results obtained in animals are very included myostatin inhibitors and the encouraging: some of these genes have Doping in sports keeps pace with agents that modify its functions such as a powerful proangiogenetic effect and scientific progress. However, an Repoxygen, the first genetic doping pro- their blood contribution can make up for ICGEB research, commissioned duct in the history of sports, in the black or repair damage resulting from heart by WADA, tries to anticipate list of prohibited substances and metho- attacks. further developments on a new ds. To face these new scenarios, WADA Unexpectedly, this research kindled WA- frontier: genetic doping. has made the decision to support resear- DA’s interest because one of the genes ch on the various methods of detecting that are beneficial for the human heart In the third Millennium, also doping te- genetic doping. could also be inoculated in skeletal mu- chniques developed for sports applica- The Molecular Medicine Laboratory of scles and be improperly used by athletes tions are increasingly innovative, even ICGEB (International Centre for Genetic for doping purposes. integrated with genetics. During the last Engineering and Biotechnology) based This gene is IGF-1 and codifies for a Tour de France, doping made its clamo- in Trieste, led by Mauro Giacca, has been growth factor similar to insulin, which rous comeback on a new frontier: gene- investigating for several years the pos- has a strong hypertrophying effect on tic doping. sibility of inducing the formation of new muscular cells, both heart and skeletal. From this year, the World Anti-doping blood vessels in patients with ischemic In general, today, there is a deep con- Agency (WADA), Montreal, Canada, has heart disease or myocardial infarction cern that the same techniques that are 13 Numero 38
  15. 15. da Mauro Giacca, si occupa da diversi anni della possibilità di Il gene in questione è l’IGF-1, codifica per un fattore di crescita indurre la formazione di nuovi vasi sanguigni nei pazienti con in- simile all’insulina, che esercita un potente effetto ipertrofizzante farto o ischemia cardiaca cronica mediante terapia genica. sulle cellule muscolari, sia cardiache sia scheletriche. In genera- Il laboratorio ha modificato un piccolo virus, chiamato AAV, in le, c’è oggi molta preoccupazione che le medesime tecniche che modo da utilizzarlo per veicolare una serie di geni che stimolano sono usate dalla terapia genica per la cura di diverse malattie la formazione di nuovi capillari ed arterie. I risultati sugli animali possano essere utilizzate per fini impropri, incluso il doping. sono molto brillanti: alcuni di questi geni hanno un potente effet- La WADA ha quindi deciso di finanziare l’ICGEB con un grant di to proangiogenetico e l’apporto di sangue che essi determinano è 420.000 USD per lo sviluppo di test genetici o biochimici sempli- in grado di compensare o riparare i danni causati dall’infarto. ci in grado di svelare in maniera inequivocabile l’utilizzo del gene Inaspettatamente, questa ricerca ha suscitato l’interesse del- IGF-1 a fini di doping. la World Anti-Doping Agency (WADA) di Montreal (Canada), in Per questo progetto, Giacca coordinerà un network comprenden- quanto uno dei geni che ha effetto benefico nel cuore potrebbe te altri quattro laboratori italiani. Fanno parte di questo network essere anche inoculato nei muscoli scheletrici ed essere quindi Cecilia Gelfi, dell’Università di Milano per la parte di analisi pro- utilizzato in maniera inappropriata dagli atleti a fini di doping. teomica, Giuseppe Pieraccini, dell’Università di Firenze per l’ana- lisi delle proteine con la spettrometria di massa, e Giorgio Friso, del CNR di Pisa per lo studio degli effetti di IGF-1 nelle cellule in coltura. L’obiettivo è proprio individuare i geni più adatti a questi scopi, riuscire a identificarli e isolarli dal resto del genoma, saperli in- trodurre nell’organismo mediante specifici vettori e monitorare il comportamento di tali vettori negli organi trattati. Le tecniche utilizzate nel doping genico sono le stesse che si usano in me- dicina per contrastare ad esempio l’ischemia cardiaca o l’infarto del miocardio. La terapia genica, che in campo medico vanta ri- sultati promettenti, può infatti essere utilizzata sugli atleti per potenziarne l’apparato muscolare o per aumentarne il numero di globuli rossi. Ad esempio, il gene che produce l’eritropoietina e i fattori di crescita: anziché somministrare all’atleta questa sostanza, si somministra un gene affinché l’organismo stesso produca eritro- poietina, che migliora la produzione di globuli rossi, l’afflusso di ossigeno e le prestazioni. Identificando i “markers”, cioè quelle proteine o altre sostanze che evidenziano la presenza nell’orga- nismo di quei vettori, sarà così possibile individuare gli atleti che abbiano fatto uso di “doping genico” con un semplice esame del sangue o delle urine. Riferimento / Contact Mauro Giacca - ICGEB tel. +39 040 3757324 giacca@icgeb.org www.icgeb.org/molecular-medicine.html used by gene therapy to treat various ted organs. diseases can also be used improperly, The techniques used by gene doping including for doping. are the same as those used in the medi- WADA has therefore made the decision cal field to fight against ischemic heart to support ICGEB with a grant of USD disease or myocardial infarction. Gene 420,000 for the development of simple therapy that in the medical field has gi- genetic or biochemical tests to unequi- ven promising results can also be used vocally reveal the use of the IGF-1 gene by athletes to reinforce their muscular for doping purposes. system or increase their red cells. For this project, Giacca will co-ordinate Take for instance the gene that produ- a network involving four other Italian la- ces erythropoietin and growth factors: boratories. This network includes Cecilia instead of giving this substance to the Gelfi, University of Milan, for proteomic athlete, a gene is administered so that analysis, Giuseppe Pieraccini, Universi- the body itself produces erythropoie- ty of Florence, for protein analysis with tin, which in turn improves the produc- mass spectrometry, and Giorgio Friso, tion of red cells, the flow of oxygen and CNR of Pisa, for the study of the effects performances. The identification of of IGF-1 on cells in culture. “markers”, i.e. the proteins or other su- The goal is to identify the most suitable bstances that reveal the presence in the genes for these applications, to isola- body of these carriers would enable the te them, to introduce them in the body identification of athletes who have re- through special carriers and to monitor sorted to “gene doping” by simple blood the behaviour of these carriers in trea- or urine tests. 14 Agosto 2008
  16. 16. Scienza & dintorni La Fondazione Bill e Melinda Gates ha messo a disposizione dell’ICGEB tre milioni di dollari per l’implementazione di efficaci sistemi di sicurezza nell’uso delle biotecnologie nel continente africano. BIOSICUREZZA IN AFRICA I l Centro Internazionale di Ingegneria Genetica e Biotecno- logie (ICGEB) ha ricevuto un fondo di tre milioni di dollari dalla Fondazione Bill e Melinda Gates per lo svolgimento di un progetto atto a supportare lo sviluppo di efficaci sistemi di sicurezza e regolamentazione nel campo delle biotecnologie in Africa. Scopo principale dell’iniziativa sarà fornire formazione, informazione ed altre attività di supporto a specialisti provenien- ti dal continente, consentendo ai paesi Africani di accedere in modo sicuro ai progressi della scienza. Il progetto assisterà i governi e gli scienziati della regione nella creazione di idonei sistemi di regolamentazione, in ottemperanza alle linee guida riconosciute a livello internazionale per la prote- zione del consumatore e dell’ambiente. Gli obiettivi del progetto si allineano con le raccomandazioni riportate in un recente docu- mento pubblicato dall’Unione Africana e dal “New Partnership for Africa’s Development” (NePAD) che sottolinea il bisogno di sviluppare la capacità scientifica necessaria a valutare e regola- mentare le biotecnologie in Africa. “L’affidamento all’ICGEB da parte della Fondazione Gates di un progetto di tale valore e portata – afferma Decio Ripandelli, Di- rettore delle Relazioni Internazionali dell’ICGEB e Responsabile dell’Unità di Biosicurezza del Centro – rappresenta per noi motivo di grande soddisfazione e sottolinea l’importanza di ‘creare capa- cità’ in Africa per un’adeguata regolamentazione delle biotecno- Science nologies in Africa. “We are very pleased that the Bill and Biosafety in Africa Melinda Gates Foundation has entrusted ICGEB with such a valuable and far-rea- ching project,” says Decio Ripandelli, International Relations Manager and information and other support activities Biosafety Unit Manager at ICGEB. “This The Bill and Melinda Gates to specialists coming from this continent, project stresses the importance of ‘ca- Foundation provided ICGEB thus enabling African countries to access pacity building’ in Africa for proper re- with three million dollars scientific progress safely. gulation of biotechnologies, while reaf- to implement effective This project will assist governments and firming the international reputation and safety systems for the use of scientists of the region in implementing credibility of ICGEB in this field, thanks biotechnologies in Africa. suitable regulation systems according to an approach based only on scientific to internationally recognised guidelines evaluations.” The International Centre for Genetic En- for the protection of consumers and the Mainly relying on the facilities of the new gineering and Biotechnology (ICGEB) environment. The goals of this project unit in Cape Town (South Africa), ICGEB received three million dollars from the are in line with the recommendations will set up a series of focal points at the Bill and Melinda Gates Foundation to laid down in a document published re- regional level from where specialised carry out a project aimed at supporting cently by the African Union and the New personnel will organise theoretical and the development of effective safety and Partnership for Africa’s Development practical training courses especially de- regulation systems in the field of biote- (NePAD), which points to the need for voted to scientists and representatives chnologies in Africa. The main goal of building the scientific capacity required from competent national authorities of this initiative will be to provide training, in order to assess and regulate biotech- the region. Moreover, the project provi- 15 Numero 38
  17. 17. livello regionale ed internazionale, consentendo un loro continuo aggiornamento e favorendone l’inserimento all’interno della co- munità scientifica internazionale. Un’attenzione particolare verrà infine rivolta ad assicurare un’adeguata partecipazione femmini- le a tutte le fasi del progetto. “I leader africani hanno sottolineato la necessità di appropriate politiche e regolamentazioni per assicurare l’uso sicuro ed effi- cace delle biotecnologie – afferma Rajiv Shah, Direttore allo Svi- luppo Agricolo del Programma di Sviluppo Globale della Fonda- zione Bill e Melinda Gates. – Questo progetto sosterrà tali sforzi, consentendo così ai legislatori, agli agricoltori ed ai consumatori Africani di operare scelte informate, utili ad aumentare la qualità della vita». Attraverso l’iniziativa per lo Sviluppo Agricolo, la Fondazione si occupa di aiutare i piccoli coltivatori (la maggior parte dei quali sono donne) ad aumentare la loro produttività, e quindi il loro reddito, al fine di superare il dramma della fame e della povertà. La Fondazione è impegnata, anche mediante collaborazioni con altre istituzioni, su tutta la catena produttiva: dalla semina, alla gestione delle fattorie e all’immissione dei prodotti sul mercato, con l’obiettivo di aiutare i piccoli coltivatori ad accedere agli stru- menti e alle opportunità necessarie a migliorare la qualità della loro vita. L’approccio dell’ICGEB, mirato alla promozione dell’uso sicuro e sostenibile delle biotecnologie, è in linea con questi sforzi: questo progetto va a completare il lavoro che il Centro sta logie, testimoniando nel contempo della credibilità internazionale già svolgendo nel settore della biosicurezza e potrebbe essere un dell’ICGEB in questo settore, grazie ad un approccio basato esclu- primo passo verso un’attività a livello globale, attraverso l’esten- sivamente su valutazioni di carattere scientifico”. sione dell’iniziativa ad altre aree del mondo come, ad esempio, Avvalendosi principalmente delle strutture della nuova compo- l’Asia meridionale. nente di Cape Town (Sudafrica), l’ICGEB istituirà dei punti focali a livello regionale da cui personale esperto in materia organizzerà corsi di formazione teorici e pratici espressamente indirizzati a scienziati e rappresentanti delle autorità nazionali competenti nella regione. Il progetto prevede, inoltre, l’istitutuzione di bor- se di studio di un anno per accedere a un Master in Gestione Ambientale e fondi per incentivare la partecipazione di esperti africani nel campo della biosicurezza a meeting e conferenze a Riferimento / Contact Riferimento Decio Ripandelli - ICGEB tel. +39 040 3757345 decio@icgeb.org des for one-year fellowships to attend a quality of life.” Master course on Environmental Mana- Through the Agricultural Development www.icgeb.org/biosafety gement and funds to promote the par- Initiative, the Foundation assists small ticipation of African experts specialising farmers (mostly women) so that they in the field of biosafety in meetings and can increase their productivity and in- conferences at regional and internatio- come and get rid of poverty and hun- nal levels in order to encourage their ger. The Foundation is committed, also continuous updating and integration in co-operation with other institutions, with the international scientific com- to support the whole production chain: munity; finally, special attention will be from sowing to farm management and paid to an adequate participation of wo- product marketing, with the aim of men in all stages of this project. supporting small farmers and helping “African leaders underlined the need them access the tools and opportuni- for appropriate policies and regulations ties required to improve their quality in order to ensure a safe and effective of life. The approach of ICGEB aimed at use of biotechnologies,” says Rajiv Shah, promoting a safe and sustainable use of Agricultural Development Manager for biotechnologies is in line with these ef- the Global Development Program sup- forts: this project supplements the work ported by the Bill and Melinda Gates that the Centre is already performing in Foundation. “This project will support the field of biosafety and might be a first such efforts, thus enabling African legi- step toward a global activity through the slators, farmers and consumers to make extension of the initiative to other areas informed choices and improve their of the world such as Southern Asia. 16 Agosto 2008

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